在此背景下，对可变发射率热控器件的研究应运而生并引起人们广泛的关 注。因为可变发射率热控器件使复杂的航天器设计变得极为简便，对小卫星的发 展有巨大的促进作用。一般改变表面热辐射特性的方法有：机械致变、电致变和 热致变[4-7]。本文主要研究的是通过热致变的方法来改变热辐射表面的辐射特性。 热致变色可变发射率热控材料一般选用钙钛矿锰氧化物为其基础材料，表达式为 RMnO3（R 表示三价稀土元素，如 La 等，通常被称为 A 位）。当 A 位掺杂二价碱4+土金属元素，如 Sr 时（表示为 R1-xAxMnO3），Mn 离子出现钙钛矿锰氧化物中，并

和 Mn3+离子通过氧位交换电子，导致材料产生晶格结构畸变，当掺杂浓度适当时， 钙钛矿锰氧化物材料会发生铁磁金属相到顺磁绝缘相的转变（该相转变温度称为 居里温度），呈现特有的电学、光学和磁学特征[8]。研究表明：钙钛矿锰氧化物 具有热致变色可变发射率辐射特性，即当钙钛矿锰氧化物低于相转变温度时呈现 出铁磁金属特性，发射率较低；当高于相转变温度时，其呈现出顺磁绝缘体特性， 发射率升高。所以若热辐射表面使用该材料制作，则当系统和设备处于不同的温 度时，该热辐射便面可以自主调节自身的辐射特性，实现对系统设备对温度的自 主管理。因此，制备热致变色可变发射率热控器件并且研究其辐射特性，对于提 高系统设备热控水平具有重要的科学意义。

1。2 国内外研究发展与现状

1。3 论文的提出与本文工作简介

尽管日本 NEC 公司对热致变色可变发射率热控材料的研究已经取得显著进 步 ， 其 研 究 成 功 的 通 过 陶 瓷 工 艺 加 工 制 备 的 智 能 型 热 控 器 件 组 分 为 La0。825Sr0。175MnO3 与 La0。7Ca0。3MnO3，但国内在此方面的研究主要集中在粉末状磁性和 磁制冷等方面，在航天器方面鲜有涉及。本文基于此为研究背景，利用固相反应 法制备钾基钙钛矿陶瓷材料并对其表面辐射特性进行研究，分析不同钾掺杂浓度 对其发射率的影响。

本文将对国内外的研究成果与各种文献进行分析，在传热学的基础上，对热 控功能表面的制备、发展、应用做详细分析和阐述，结合钙钛矿锰氧化物材料发 射率随温度的变化特性，制备钾掺杂钙钛矿锰氧化物块体功能材料,研究钾元素 及其掺杂浓度对钙钛矿锰氧化物辐射特性的影响。具体包括以下几个方面的研究 内容:

(1)样品的制备：首先采用溶胶凝胶法制备 La0。7Ca0。3-xKxMnO3 纳米粉末，按不 同的化学配比（x=0。05、0。1、0。15）分别选用适当量的原材料。了解溶胶凝胶 法的原理、特点以及存在的问题，并研究制备过程中不同因素对结果的影响。如 加水量、催化剂的选择、溶胶的浓度、水解温度等，总结出一套合理的制备工艺。 然后采用固相反应法制备钾基钙钛矿陶瓷，同理确定出合理的制作过程。来-自~优+尔=论.文,网www.youerw.com +QQ752018766-

(2)样品的性能检测：包括 La0。7Ca0。3-xKxMnO3 纳米粉末的 XRD 和 SEM 表征；钾 基钙钛矿陶瓷的表征与能谱分析。

(3)钾基钙钛矿陶瓷辐射特性随温度变化的关系

2 钙钛矿锰氧化物性质与热辐射机理

研究表明钙钛矿型锰氧化物具有热致变色可变发射率的特性，当温度逐渐上钾基钙钛矿制备及其变温发射率性质研究

升至其相变温度附近时，该材料会由铁磁性金属态转变为顺磁性绝缘态，发射率 由低变高。如此钙钛矿锰氧化物可以利用这种相变特性用来航天器智能热控器件 的制备。