水热法制备高熵碳酸盐及其颜色特征

高熵碳酸盐固溶体因其鲜艳的色彩可被应用于颜料领域,同时其较高的近红外反射率也有用作隔热材料的潜能。本实验采用水热法,通过改变单一组元Cu、Fe和Mn,保持其他4组元为MgCoNiZn不变,制备出3种五元等摩尔高熵碳酸盐固溶体。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外–可见–近红外分光光度计、CIE 1976 L*a*b*色度坐标、Kubelka-Munk函数分析等对所合成的陶瓷粉体的晶体结构、颜色性能、反射性能等进行表征。结果表明,3种五元素组合均形成了单相高熵碳酸盐,且随着Cu^(2+)、Fe^(2+)、Mn^(2+)半径逐渐增大,晶格常数相应增大。通过组元的改变可以调节高熵碳酸盐的颜色,第5组元为Fe^(2+)时呈橙红色,Cu^(2+)时呈灰绿色,Mn^(2+)时呈浅紫色,相应的禁带宽度值也逐渐增大,吸收边缘相应的发生蓝移。此外还测得3种样品在780~2 500 nm波段具有不同的近红外反射率,最高可达78.64%,有望在高反射隔热材料领域进行应用开发。