纳米ZnO的光学特性及其在吸波材料中的应用

摘要

本文主要研究了纳米ZnO的光学特性及纳米ZnO涂层的吸波特性。首先介绍了纳米ZnO的制备方法及其表征分析技术，分析了纳米材料的吸波机理，然后对纳米ZnO的光学特性作了实验研究，包括用XRD、AFM方法表征了纳米ZnO粉体颗粒粒径和形貌；用紫外—可见光谱法和红外光谱法对纳米ZnO的光吸收性能进行了分析，得到纳米ZnO在紫外区有较宽的强吸收峰，并随粒径减少出现蓝移，而对可见光吸收较弱，红外吸收则出现红移和宽化现象；用荧光实验分析了纳米ZnO的光致发光特性；并对纳米ZnO的紫外随机受激发射相关理论进行了探讨。　　在理论研究的基础上，对由清漆做粘结剂制作的纳米ZnO涂层做了光透射特性实验，研究了涂层的吸波特性，得到光吸收性能随着掺入的纳米ZnO颗粒粒径大小和颗粒形貌不同而变化，也随温度场、入射光波长和纳米ZnO质量分数等变化而变化，并分析了吸收性能变化的内在原因，为纳米吸波涂层的实际应用提供了理论和实验依据。

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第1章绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2国内外研究概况及发展方向

1.3本课题的主要研究内容

第2章纳米ZnO的制备及表征分析方法

2.1纳米ZnO的制备

2.1.1纳米ZnO粉体的制备

2.1.2纳米ZnO薄膜的制备

2.2纳米ZnO样品的表征分析方法

2.2.1 X射线衍射法

2.2.2原子力显微镜术

2.2.3紫外-可见吸收光谱法

2.2.4红外吸收光谱法

2.2.5荧光分析法

第3章纳米材料的吸波机理

3.1吸波材料的吸波规律

3.1.1吸波材料的基本理论

3.1.2吸波涂层与电磁波的相互作用

3.1.3吸波材料对电磁波的损耗机理

3.2纳米材料的吸波机制

3.2.1从能量观点看纳米材料的吸波条件

3.2.2从经典力学和量子力学观点分析纳米材料的吸波机理

3.2.3从纳米材料的量子尺寸效应分析纳米材料的吸波机理

3.2.4纳米颗粒对电磁波的散射衰减

第4章纳米ZnO的光学特性

4.1 ZnO材料的基本性质

4.2纳米ZnO的表征

4.2.1 XRD表征

4.2.2 AFM表征

4.3纳米ZnO粉体的光吸收特性

4.3.1纳米ZnO粉体的紫外-可见光吸收特性

4.3.2纳米ZnO粉体的红外吸收特性

4.4纳米ZnO的光致发光特性

4.5纳米ZnO紫外随机受激发射特性

第5章纳米ZnO涂层透射特性实验研究

5.1纳米ZnO涂层的制作

5.2涂层透射测量实验装置

5.3实验结果及分析

5.4本章小结

第6章课题总结与展望

致谢

参考文献