專利名稱：：選擇性發(fā)射高溫陶瓷復合物的制作方法選擇性發(fā)射高溫陶瓷復合物發(fā)明背景本發(fā)明總體上涉及選擇性輻射陶瓷復合物以及相關方法和系統(tǒng)。目前可從市場上獲得多種類型的照明裝置包括白熾燈、放電燈例如高密度放電(HID)燈和熒光燈，以及固態(tài)裝置例如發(fā)光二極管(LED)和有機LED(OLED)。每種裝置根據其應用各自具有一定的優(yōu)點和缺點。例如，鴒絲白熾燈用于室內外照明系統(tǒng)具有眾多優(yōu)點。這些優(yōu)點包括使用簡便、顏色怡人、起動迅速、光度可調以及成本低廉，更不必說非常大的安裝基礎。然而，由于白熾燈的大量輸入能量轉變?yōu)榭梢姽庾V以外的輻射，因而白熾燈往往具有低的能量效率(例如，對于額定電壓為120伏(120V)以及額定壽命為750小時的100瓦(100W)的燈，能量效率的量級為17流明每瓦特(LPW))。具體地，供給白熾燈的能量中僅有約百分之九(9%)的能量以可見光形式輻射，其余的能量以余熱形式輻射。盡管白熾燈具有許多固有的優(yōu)點，但如果其效率不能夠提高，則其市場份額將不斷輸給具有效率優(yōu)勢的緊湊型熒光燈，盡管將在顏色、光度可調性以及取得成本方面付出代價。已提出的一種改善白熾燈效率的可行方法是通過使用光子晶體來改變或者抑制在截止波長以上的熱輻射。然而，所提出的所有這種光子晶體設計均受限于包括所用材料和點陣結構以及由此產生的效率在內的一種或多種因素。例如，在授予SandiaCorporation的美國專利No.6,768,256中(此后稱'256號專利)，描述了一種光子晶體光源，據稱該光源產生增強的可見和紅外波長光發(fā)射(例如提高的光子態(tài)密度)。在'256號專利中，利用交替的鴒棒層將光子晶體結構構造成堆疊固有不穩(wěn)定的木堆(logpile)設計，試圖形成光子帶隙。盡管報導了增強的光發(fā)射，但鎢棒之間的間隙在2.8pm(棒寬為1.2pm時)4.2iim(棒寬為0.85pm時)的范圍內。由此導致容許能帶的帶邊出現在大于4)^m之處，從而產生極小的效率提高。為了使這種鴒棒木堆設計產生適于照明裝置如白熾燈的帶隙，點陣間隙需為約400nm。然而，在如此小的尺度下，400nm的鎢棒在經受一般的白熾環(huán)境溫度(例如，大于或等于1700Kelvin)僅2小時便會變得極為不穩(wěn)定。圖l(A-C)示例分別經受300Kelvin、1500Kelvin和1700Kelvin2小時的400nm鎢棒的實例。參考圖l(A-C)可容易地看出，隨著溫度升高，棒中的晶粒尺寸增大接近特征尺寸，從而導致棒變得不穩(wěn)定。同樣地，其他機制例如Raleigh不穩(wěn)定性可導致圓棒球化為液滴，從而使該結構在高溫下不穩(wěn)定。因而，盡管現有技術可能提出改善白熾燈效率的方法，但所有此類改善方法均未教導具有合適的尺度且預期在1700Kelvin以上在更長的一段時間內保持穩(wěn)定的材料和結構組合。
發(fā)明內容根據本發(fā)明的一個方面，提供高溫穩(wěn)定的組合物。該高溫穩(wěn)定的組合物包括第一材料和分散在第一材料內的第二材料，從而形成一種結構。該結構使第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，并且該組合物在大于約2000Kelvin的溫度下在至少約10小時內可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。根據本發(fā)明的另一方面，提供高溫陶瓷復合物。該陶瓷復合物包括第一材料和第二材料，布置所述第一材料和第二材料，以使所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期。此外，第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物及其組合，并且其中第二材料包括過渡金屬。根據本發(fā)明的再一方面，描述包含高溫陶瓷復合物的組合物。該高溫陶瓷復合物包括第一材料和第二材料，布置所述第一材料和第二材料，以使所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期。此外，第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物及其組合，并且第二材料包括氣相。根據本發(fā)明的再一方面，高溫陶瓷復合物包括第一材料和第二材料，布置所述第一材料和第二材料，以使所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，其中第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物及其組合。此外，第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、HfB2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。根據本發(fā)明的再一方面，高溫陶瓷復合物包括具有第一材料和第二材料的高溫陶瓷復合物，布置所述第一材料和第二材料，以使所述第一材料和第二材料保持約lOOnm-約1000nm的分布周期，其中第一材料包括過渡金屬，第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。根據本發(fā)明的再一方面，描述操作方法。該方法包括對組合物通電流，所述組合物包括第一材料和分散在第一材料中的第二材料，從而形成一種結構，使得第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期。該方法還包括將所述組合物加熱至大于約2000Kelvin,以在至少約IO小時的持續(xù)時間內發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子并反射波長大于約700nm的光子。參考附圖閱讀以下詳細說明時，將更好地理解本發(fā)明的上述和其他特征、方面和優(yōu)勢，在附圖中相同的標記始終表示相同的部分，其中圖1示例經受300Kelvin、1500Kelvin和1700Kelvin的鴒棒的實例；圖2示例根據本發(fā)明一種實施方案的高溫陶瓷復合物的兩個對應視圖；圖3示意具有蛋白石點陣結構的陶瓷復合物的一種實施方案；圖4示意具有蛋白石點陣結構的陶瓷復合物的替換性實施方案；圖5示意具有反蛋白石點陣結構的陶瓷復合物的一種實施方案；圖6為示例涂層形式的選擇性發(fā)射陶瓷復合物的一種實施方案的分解圖；圖7示例包括根據本發(fā)明一種實施方案配置為發(fā)射體的陶瓷復合物的白熾燈；圖8示例包括根據本發(fā)明另一實施方案配置為濾波體的陶瓷復合物的白熾燈；圖9示例包括配置為濾波體的陶瓷復合物的白熾燈的替換性實施方案；以及圖IO為圖7所示白熾燈的操作方法的一種實施方案的流程圖。具體實施方式根據本發(fā)明的一種或多種實施方案，在本申請中對組合物、涂層、制品、光源以及相關方法進行說明。在以下說明中，闡述大量具體細節(jié)以提供對本發(fā)明各種實施方案的全面理解。然而，本領域技術人員應當理解的是，可在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現本發(fā)明的實施方案，本發(fā)明不限于所述實施方案并且可通過各種替換性實施方案實現。另外，沒有對公知的方法、步驟和部分進行詳述。此外，可將各種操作描述為以有助于理解本發(fā)明實施方案的方式進行的多個具體步驟。然而，描述的順序不應解釋為暗示這些操作需要以所示順序進行或者甚至解釋為暗示這些操作取決于順序。此外，反復使用的表達"在一種實施方案中"不必表示同一實施方案，盡管可能是同一實施方案。最后，本申請中使用的術語"包括"、"包含"、"具有"等意義相同并解釋為開放式，除非另有規(guī)定。本發(fā)明的實施方案包括高溫穩(wěn)定的陶瓷復合材料(此后稱為"陶瓷復合物")，所述陶瓷復合物用于選擇性反射相應于至少一種非可見輻射波長(例如紫外和紅外)范圍的光子和選擇性發(fā)射或透射相應于至少一種可見輻射波長范圍的光子。由于陶瓷復合物選擇性發(fā)射或透射可見輻射，同時選擇性反射另外以余熱形式輻射的非可見輻射，因而可使獲得相同流明輸出所需的功率輸入量減少。進而可使引入陶瓷復合材料的系統(tǒng)的效率提高。此外，至少部分地根據形成本文所述陶瓷復合物的復合結構和材料組合，將陶瓷復合物設計為在高溫下(如大于約2000Kelvin且優(yōu)選大于約2300Kelvin)保持穩(wěn)定。因而可與現有技術形成明顯差異，現有技術僅僅教導使用在所述溫度下具有固有不穩(wěn)定性的材料和結構。如上所述并根據本發(fā)明的一種實施方案，將陶瓷復合物設計為在高溫下(例如大于約2000Kelvin且優(yōu)選大于約2300Kelvin)保持穩(wěn)定。如果陶資復合物在額定的設計壽命內經受所述高溫沒有使性能明顯劣化(例如由于蒸發(fā))，則可認為該陶瓷復合物是"穩(wěn)定的"。陶瓷復合物的額定設計壽命可取決于該陶瓷復合物的應用。例如，在照明應用中，可能期望陶乾復合物的設計壽命從小到10小時至大到超過1000小時。例如在白熾燈應用中，合理的設計壽命可以是大于約100小時的任意時間長度并優(yōu)選大于約750小時，這與現有白熾燈的性能相當。根據本發(fā)明的一個方面，陶瓷復合物的選擇性光子反射和選擇性光子發(fā)射或透射取決于陶瓷復合物結構中采用的組成材料之間的結構和材料關系。在一種實施方案中，可根據各陶瓷復合材料的介電性能及其在陶瓷復合物中的相對分布確定被陶瓷復合物反射、發(fā)射或透射的輻射的波長。根據一種實施方案，陶瓷復合物可包括呈現金屬性的第一材料和呈現介電性的第二材料。通常，金屬性材料導電并且在它們的電子結構特征中具有交疊的導帶和價帶，而介電體對于電流具有高阻抗。材料的介電常數通常說明材料對電磁波形成的電場的響應，并且涉及電子從占滿電子態(tài)激發(fā)到未滿電子態(tài)的物理過程。材料的介電常數可用于判定某種具體材料呈現金屬性還是介電性。通常，材料的介電常數是包括"實部"和"虛部"的復數。"理想介電"材料的介電常數(相對于介電常數等于1的真空)是大于或等于1的實常數。例如，Hf02和Zr02的介電常數具有約等于4的實部和約等于0的虛部。與之相對，"理想金屬，，的介電常數取決于帶內電子躍遷并可由Dmde公式表征必$十乂y)，其中COp為等離子體頻率，j-V^T，Y為材料的阻尼系數，co為入射電磁波的頻率。實際上，許多材料具有復雜的性質，其中各自介電常數的實部和虛部取決于輻射的頻率和研究材料的溫度。因而，盡管許多材料不能夠稱為理想金屬或理想介電體，但這些材料仍可稱為性質更像金屬(也可稱為"類金屬")或更像介電體。根據本發(fā)明的一種實施方案，可基于根據Drude公式確定的所關注材料的等離子體頻率(COp)值，將材料稱為介電體或金屬(此處將金屬定義為包括類金屬材料)。根據一種實施方案，將具有使hcop(此處h等于普朗克常數除以2兀(即h/2兀))大于約3eV且優(yōu)選大于約4eV的等離子體頻率(cop)的材料稱為金屬。類似地，將具有使hcop小于約2eV且優(yōu)選小于約1eV的等離子體頻率(cop)的材料稱為介電體。在一種實施方案中，本文所述的陶瓷復合物包括稱為金屬的第一材料和稱為介電體的第二材料。表1示出了隨溫度變化的Dmde公式等離子體頻率估算值，該值根據形成陶瓷復合物的備選材料的電子能級結構的第一性原理計算得到。如表所示，一些難熔金屬和過渡金屬氮化物、碳化物和硼化物陶瓷材料依據其介電常數(例如由它們的等離子體頻率(G)p)表示)呈現強金屬性。相反，難熔金屬氧化物例如但不限于Hf02和Zr02呈現介電性，且具有使hcop約等于零eV(OeV)的cop。表1在T=300K和T=2500K時金屬和類金屬陶乾的Drude參數<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>在一種實施方案中，如本文所述的選擇性發(fā)射陶瓷復合物可包括第一材料的納米粒子有序陣列，該第一材料按照確定的分布周期分散在熱力學相容的陶瓷基體內。在本說明書中，術語"陶瓷基體"意指通過在兩種或更多種物質之間加熱或者加熱并加壓形成的固體化合物，其中至少一種物質為非金屬。在替換性實施方案中，陶瓷復合物可包括按照確定的分布周期分散在陶瓷基體內的球形納米孔洞有序陣列。在一種實施方案中，根據所需的陶瓷復合物的工作特性，納米孔洞可包含氣相(此處術語"氣相，，定義為包括真空)。本文使用的術語"納米粒子"和"納米孔洞"分別指測量直徑小于500nm的粒子(固相或液相)或孔洞。在一種實施方案中，本文所述的納米粒子可具有約60nm-約350nm的直徑。在一種實施方案中，納米孔洞可具有約300nm-約500nm的直徑。另外，在本文所述的陶瓷復合物的概念內，大量使用術語"分散，，來表示納米粒子或納米孔洞以一定間距放置、定位或形成在陶瓷基體內。此外，術語"分布周期"意指各分散納米粒子或納米孔洞陣列之間中心-中心的間隔距離。對于本文提供的分布周期的具體數值，可假定誤差范圍為±10%。圖2示例根據本發(fā)明一種實施方案的高溫陶瓷復合物的兩個相應的截面圖。圖2所示陶瓷復合物IO—般表示蛋白石點陣結構和反蛋白石點陣結構兩者(以下對兩者進行更詳細地說明)。在圖2示例的實施方案中，陶瓷復合物10包括第一區(qū)域12和第二區(qū)域14。應當注意的是，在一些情況下，區(qū)域14的示例尺寸與區(qū)域12的示例尺寸可能未按照比例。在一種實施方案中，第一區(qū)域12可包含固相物質，而第二區(qū)域14可包含固相、液相或氣相物質。在一種實施方案中，第二區(qū)域14例如可分散在第一區(qū)域12中以保持約100nm-約1000nm的分布周期。在一種實施方案中，第一區(qū)域12和第二區(qū)域14保持約350nm的分布周期。第一區(qū)域12和第二區(qū)域14可分別包含第一材料和第二材料，選擇并構造所述第一材料和第二材料，使得在加熱時陶瓷復合物10可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。此外，還可選擇并構造與第一區(qū)域12和第二區(qū)域14相關的材料，從而在大于約2000K的溫度下，優(yōu)選在大于2300K的溫度下，在至少約IO小時，甚至高達或超過約750小時的持續(xù)時間內，選擇性反射、發(fā)射或透射光子。根據各種實施方案，陶瓷復合物10的第一區(qū)域12和第二區(qū)域14可各自由一種或多種陶瓷材料占據，所述陶瓷材料由過渡金屬的碳化物、氮化物、硼化物或氧化物形成，包括但不限于HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02以及Zr02。如本申請所用并且除非另外指出，過渡金屬是指元素周期表中第3族至第12族(即d區(qū))元素。根據陶瓷復合物的第一結構布置，陶瓷復合物10的第一區(qū)域12可由介電體占據，第二區(qū)域14可由金屬或類金屬陶瓷占據。在本說明書中，介電體包括但不限于碳(C)和過渡金屬氧化物例如Hf02和Zr02。類似地，在本說明書中，類金屬陶瓷包括但不限于HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B。在更具體的實施方案中，第一區(qū)域12可由介電體例如碳或過渡金屬氧化物占據，第二區(qū)域14可由一種或多種過渡金屬(包括但不限于W、Os、Re、Mo、Au、Ta和Nb)占據或由一種或多種類金屬陶瓷(包括但不限于HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2和W2B)占據。根據陶瓷復合物10的第二結構布置，第一區(qū)域12可由金屬或類金屬陶瓷占據，第二區(qū)域14可由介電體占據。在一種實施方案中，第二區(qū)域14可由球形納米孔洞陣列占據，所述納米孔洞分散在第一區(qū)域12內或相對于第一區(qū)域12分散以發(fā)揮介電體的作用。在一種實施方案中，第一區(qū)域12可由一種或多種金屬或類金屬陶瓷材料形成，所述類金屬陶瓷材料包括但不限于HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2和WzB。納米孔洞還可包含氣相例如真空或空氣，或額外的填充氣體以進一步限定以下將進一步詳細說明的陶瓷復合物10的性能。根據再一種結構布置，陶瓷復合物IO可構造為棒狀點陣結構形式，所述棒狀點陣結構由均勻間隔的上述棒狀(例如，其中棒的長度明顯大于相應的寬度或高度)金屬或類金屬材料列的交替層形成。在一種實施方案中，所述棒可被上述介電體按照確定的分布周期隔開。圖3示意具有蛋白石點陣結構的陶瓷復合物26的一種實施方案，其中術語"蛋白石點陣，，可指密排球點陣(close-packedballlattice)。在示例性實施方案中，陶瓷復合物26可通過組裝球狀復合物粒子21陣列形成蛋白石點陣。各復合物粒子21可由被介電體22包覆或包圍的第一材料核芯納米粒子24形成。在一種實施方案中，核芯納米粒子24可表示金屬或類金屬材料(例如，可由材料的等離子體頻率決定)。由于陶瓷復合物26內的點陣間隙是復合物粒子21尺寸的函數，因而可設定核芯納米粒子24和介電體22的尺寸以獲得所需的點陣特性。在一種實施方案中，核芯納米粒子可具有約60nm-約350nm的直徑，介電體22可具有一定的尺寸范圍，以使復合物粒子21的直徑為約300nm-約500nm。在一種實施方案中，可通過首先組裝復合物粒子21并隨后燒結復合物粒子組合體，使復合物顆粒21形成整體燒結的陶瓷復合物26。在一種實施方案中，復合物粒子21可直接組裝在基底例如所示加熱元件25上。如以下進一步說明的，盡管在一些實施方案中，新的陶瓷復合物可涂覆或組裝在基底或加熱元件上，但可預見陶瓷復合物能夠在沒有下面的基底或加熱元件的情況下發(fā)射。在這種情況下，例如，可通過直接通電流或者采用感應加熱技術加熱陶資復合物。圖4示意具有蛋白石點陣結構的陶瓷復合物的替換性實施方案。在圖4中，將具有第一介電常數的第一材料納米粒子34與具有第二介電常數的第二材料納米粒子32組合，然后組裝在基底或加熱元件(例如加熱元件35)上，從而形成所示的點陣結構。在一種實施方案中，第一材料納米粒子34可表示一種或多種金屬或類金屬材料，第二材料納米粒子32表示一種或多種介電體。在一種實施方案中，圖3的介電體22和圖4的納米粒子32可表示過渡金屬的碳化物、氮化物、硼化物、氧化物或它們的組合。與之相對，圖3的納米粒子24和圖4的納米粒子34可表示過渡金屬，包括但不限于W、Os、Re、Mo、Au、Ta、Nb、C、Hf、Zr及其組合。在更具體的實施方案中，介電體22和圖4的納米粒子32可表示陶瓷材料，包括但不限于C、Zr02和Hf02,圖3的納米粒子24和圖4的納米粒子34可表示W、Os、Re、Mo、Au或它們的組合。圖5示意具有反蛋白石點陣結構的陶瓷復合物的一種實施方案。為了形成反蛋白石結構，可首先將介電納米粒子44組裝在基底或加熱元件(例如加熱元件45)上以形成點陣結構40(圖5A)。在一種實施方案中，介電納米粒子44包括二氧化硅(Si02)納米粒子?？赏ㄟ^一種或多種已知的或開發(fā)用于組裝納米粒子的組裝技術組裝介電納米粒子44。例如，適于組裝介電納米粒子44的組裝技術可包括但不限于蒸發(fā)、電泳以及Langmuir-Blodgett技術。在一種實施方案中，可在介電納米粒子44周圍形成介電殼44a，以在介電納米粒子44之間提供額外的接觸，從而有利于納米粒子的橋接(圖5B)。在一種實施方案中，可在二氧化硅納米粒子44上形成二氧化硅殼。組裝之后，可采用一種或多種方法例如化學氣相沉積(CVD)或電鍍，將金屬或類金屬材料42或將要轉化為類金屬材料的前體浸在介電納米粒子44周圍(圖5C)。在使用前體例如金屬鵠的情況下，可采用含碳氣體例如曱烷通過高溫滲碳將金屬鎢轉化為WC或W2C陶瓷。還可以相同的方式，通過氮化或碳化母體金屬制得用作前體的氮化物、碳化物和其他難熔化合物。在金屬或類金屬材料42形成之后，可通過腐蝕或其他方法除去介電納米粒子44,以在金屬或類金屬材料42內形成納米孔洞，從而形成反蛋白石點陣。在一種實施方案中，可在二氧化硅納米粒子44之間形成橋47(例如通過CVD或燒結)(圖5D)。在一種實施方案中，如本文所述的選擇性發(fā)射陶瓷復合物可配置為能夠用于各種高溫應用的組合物或涂層。在一個非限制性實例中，陶資復合物可用于例如與白熾燈相關的高溫照明應用。圖6-9示例選擇性發(fā)射陶資復合物如何用于特定照明應用的各種非限制性實例。圖6是示例涂層形式的選擇性發(fā)射陶瓷復合物的一種實施方案的分解圖。如圖所示，陶瓷復合物60可涂覆在加熱元件65上。在非限制性實例中，加熱元件65可表示由例如但不限于碳、鵠、鋨、錸和鉬等材料形成的例如棒狀物、線圈或條狀物。如該分解圖所示，陶覺復合物60可包括陶資基體形式的介電體62和金屬或類金屬納米粒子64?；蛘撸召Y復合物60可包括類金屬陶瓷基體62和取代納米粒子64的納米孔洞。陶資基體62和納米粒子64之間的相交部分限定粒子-陶瓷界面67，陶瓷基體62和加熱元件65之間的相交部分限定陶資-加熱元件界面63。在一種實施方案中，可配置陶瓷復合物60,使得在使用過程中在額定壽命內陶瓷復合物60厚度(66)的減小沒有達到導致陶瓷復合物60性能劣化的量。在一種實施方案中，配置陶瓷復合物60,使得在被加熱到大于約2000Kelvin的溫度，優(yōu)選4皮加熱到大于約2300Kelvin的溫度時，在至少約10小時內，優(yōu)選在至少約100小時內，更優(yōu)選在至少約750小時內，陶乾復合物沒有劣化。術語陶瓷復合物60的"厚度"在本文中定義為沿垂直于加熱元件65的方向從陶瓷-加熱元件界面63到發(fā)射表面69測量的距離。在一種實施方案中，陶瓷復合物的厚度可介于約3層至30層之間，其中所述層由納米粒子或納米孔洞的直徑限定。例如，分布周期為約350nm且厚度為約10層的陶資復合物可形成總測量厚度為約3pm的陶t;復合物。在一種實施方案中，陶瓷復合物可涂覆在直徑或測量截面為約25iam-約75iam的加熱元件上。根據一種或多種實施方案，本發(fā)明的陶瓷復合物可配置為發(fā)射體或者濾光體。配置為發(fā)射體時，陶瓷復合物在加熱時可整體上或部分地發(fā)揮光子發(fā)射作用(即具有發(fā)射性)。如上所述，可直接加熱陶瓷復合物或通過對下面的加熱元件通電流加熱陶瓷復合物。如果陶乾復合物具有發(fā)射性，則通常期望在可見輻射波長范圍內具有高的發(fā)射率并且在紅外輻射波長范圍內具有低的發(fā)射率。配置為濾光體時，可使陶瓷復合物與加熱元件隔開，以選擇性反射加熱元件發(fā)出的紅外輻射并透射加熱元件發(fā)出的可見輻射。通過將紅外能量重新反射到加熱元件上，可增加到達加熱元件的熱通量，從而降低獲得相同流明輸出所需的輸入能量(例如電壓和電流)。圖7示例包括根據本發(fā)明一種實施方案配置為發(fā)射體的陶資復合物的白熾燈。如圖7所示，白熾燈70可包括基座72、連接在基座上的透光封殼73、連接在基座72上的發(fā)射結構體71。基座72是燈用于電接觸的位置，因而可由任意導電材料例如銅或鋁制成。透光封殼73可由玻璃制成并可具有任意形狀和光潔度。發(fā)射結構體71連接在基座上并可包括加熱元件75(也稱作燈絲)、引線76、支撐線(supportwire)78和芯柱夾(stempress)74。引線76將電流從基座72輸送至加熱元件75。從基座72到芯柱夾74的引線76可由銅制成，從芯柱夾74到加熱元件75的引線76可由鎳或者鍍鎳的銅制成。芯柱夾74可以是基于玻璃的結構件并原位夾持發(fā)射結構件71。芯柱夾74可包括圍繞引線76的氣密密封件。為平衡膨脹系數，芯柱夾74還可包括銅套，引線76從該銅套中穿過。支撐線78用于支撐加熱元件75并例如可由鉬制成。加熱元件75可為直金屬線、線圈或螺線形線圏。在一種實施方案中，加熱元件75可表示包括一種或多種材料例如W、C、Os、Re、Mo、Ta和Nb的燈絲。繼續(xù)參考圖7，加熱元件75可包括陶瓷復合物，該陶瓷復合物在大于約2000Kelvin，優(yōu)選在大于2300Kelvin的溫度下，在至少約10小時內，優(yōu)選在至少100小時內，更優(yōu)選在至少750小時內可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。該陶覺復合物可包括第一材料和分散在第一材料中的第二材料，從而形成一種結構，使得第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期。在一種實施方案中，第一材料可選自包括碳以及過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物及其組合的介電體。第二材料可選自W、Os、Re、Mo、Au、Ta、Nb、C、Hf、Zr及其組合，或者選自包括HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B及其組合的類金屬陶瓷。在替換性實施方案中，第一材料可選自金屬或包括過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物及其組合的類金屬陶瓷，第二材料可選自包4舌碳和過渡金屬氧化物的介電體。在再一種實施方案中，第一材料可選自金屬或類金屬陶瓷，第二材料可表示氣相。在一種實施方案中，陶瓷復合物可直接形成在加熱元件75上。根據本發(fā)明的一種實施方案，透光封殼73內可保持真空。如果認為涂覆在加熱元件75上或者作為加熱元件75的陶瓷復合物的蒸發(fā)速率對于所需壽命而言過大，則可在透光封殼73中加入額外的氣相(也可稱作填充氣體)。在一種實施方案中，可選擇燈用填充氣體以穩(wěn)定燈的運行，從而提高燈的額定壽命。在包括介電陶瓷基體和金屬的陶瓷復合物涂層中，可選擇陶瓷基體和填充氣體組合物的組合，以使主蒸發(fā)物質的分壓低并且陶瓷復合物涂層的蒸發(fā)在設計壽命內沒有危及涂層的保持性。圖8示例包括根據本發(fā)明另一實施方案配置為濾光體的陶資復合物的白熾燈。白熾燈80與圖7的白熾燈70基本相同，但圖8的白熾燈80包括與加熱元件85隔開并光學對準的陶瓷復合物87。通過這種濾光體配置，可將紅外能量重新反射到加熱元件上，同時允許可見光透過。因而，可見光輸出的產生主要源于由下面的加熱元件發(fā)出并隨后被陶資復合物過濾的發(fā)射。在一種實施方案中，陶瓷復合物可操作地選擇性地反射來自發(fā)射體的紅外輻射，同時選擇性地透過或透射可見輻射。圖9示例包括配置為濾光體的陶資復合物的白熾燈的替換性實施方案。白熾燈90同樣與圖7的白熾燈70類似，但圖9的白熾燈90包括涂覆在透光封殼93內表面的陶瓷復合物濾光體97。該濾光體將紅外輻射重新反射到白熾燈的加熱元件95上并仿J又選^H"生透過可見光。圖IO是示例圖7所示白熾燈的操作方法的一種實施方案的流程圖。在方框1002中，對具有涂層加熱元件的光源(例如白熾燈70)通電流，其中涂層加熱元件包括第一材料和分散在第一材料內的第二材料，從而形成一種結構，使得第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期。在方框1004中，將加熱元件加熱至大于2000Kelvin,優(yōu)選加熱至大于2300Kelvin，從而在至少約10小時內，優(yōu)選在至少約750小時內，發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子并反射波長大于約700nm的光子。根據本發(fā)明的一種實施方案，本文僅說明了唯——組材料篩選準則和設計標準，用于判定制備高溫穩(wěn)定的選擇性發(fā)射陶瓷復合物的材料組合和結構布置。更具體地，為了使陶瓷復合物在經受至少2000Kelvin,優(yōu)選至少2300Kelvin的溫度的同時，在超過約10小時(甚至高達或超過750小時)的時間內，提供所需的至少為20LPW的流明效率，按照以下標準對備選材料進行篩選。盡管以下說明參考圖6,但本文所述的材料篩選準則和設計標準不應理解為僅限于陶瓷復合物涂層，而是能夠等價應用于所有陶瓷復合物實施方案，對圖6的參考僅僅是示例性的。再次參考圖6，可以確定的是陶瓷基體62應與納米粒子64(例如在粒子-陶瓷界面67)和下面的加熱元件65(例如在陶瓷-加熱元件界面63)化學相容。此外，陶瓷復合物60在高溫環(huán)境中應具有足夠低的蒸發(fā)速率，使得在白熾燈氣氛中使用時歷經所需的設計壽命后陶瓷復合物10(無論其為何種形式)大部分基本保持完整。在一種實施方案中，設計壽命為至少10小時，優(yōu)選為至少100小時，更優(yōu)選為至少約750小肘。此外，陶瓷復合物60的組成材料的介電常數應具有明顯差異，以選擇性反射在至少一種非可見光波長范圍內的光子并選擇性發(fā)射或透射在至少一種可見光波長范圍內的光子。例如，根據一種實施方案，如果選擇陶瓷復合物60的最大允許蒸發(fā)速率，使得在給定的設計壽命內允許不大于10%的陶瓷復合物60蒸發(fā)，則在2300K時超過設計壽命的陶資基體62蒸發(fā)壽命可由公式[l]表示P陶瓷<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>公式[l]其中p陶免為陶瓷基體62的質量密度(g'cm'3)，M陶免為陶瓷基體62的摩爾質量(g.mole"),p、atm)是在所關注的溫度時主蒸發(fā)物質的平衡蒸汽壓。例如，假設初始化學計量為Tao.513C().487的碳化鉭為備選的陶瓷基體。其密度p陶fl4.3g.cm-3，摩爾質量M陶fl92.959g.mole"，且最易蒸發(fā)的物質Ta在燈絲溫度為2300K時的蒸汽壓為p、=5.0xl(T13atm。因此，在2300K時厚度為3pm的Tao.5,3Q.487涂層損耗10%的預計時間(1)為1.15xl0"小時。由于1.15xl0、卜時遠大于目前所需的壽命750小時，因而，就該使用壽命內的耐蒸發(fā)性而言，可認為TaQ.513CQ.487是合適的陶瓷基體。此外，對于相同的備選陶瓷基體，在2500K時達到10%的涂層損失所用的等價預計時間為3.62xl()5小時,也遠大于750小時。對于備選陶瓷基體在基本為惰性的填充氣氛下(例如由白熾燈提供的氣氛)蒸發(fā)速率過高的一些情況，可通過向填充氣體中添加少量具有降低主蒸發(fā)物質蒸汽壓p乍用的氣態(tài)物質，來降低蒸發(fā)速率。適量添加具有穩(wěn)定作用的物質使根據公式[l]的蒸發(fā)壽命延長，并使該陶瓷基體成為用于陶乾復合物60的合適備選材料。在另一實例中，氮化鉿(HfN)的密度為p=13.8g-cm-3，摩爾質量為M^-WS.Sg.mole-1,最易蒸發(fā)的物質Hf(g)在加熱元件溫度為2300K時蒸汽壓為p、產8.2xl(T8atm。在2300K時，在惰性氣氛(例如純Ar)下，厚度為3微米的HfN涂層損耗10%的預計時間為68小時。由于該時間遠小于目前所需的壽命750小時，因而，就所需壽命內的耐蒸發(fā)性而言，不能夠認為HfN是合適的陶瓷基體。在近大氣壓下，100W的A線白熾燈在工作時，其填充氣體組合物為95%的Ar和5%的N2。利用HfN涂層平衡該填充氣體，按照化學反應(A)確定Hf(g)的蒸汽壓HfN=Hf(g)+l/2N2(g)(A)得到Ph尸7.4x10'11atm。在含有5%N2的填充氣體中(相應于38Torr的N2壓力)，厚度為3微米的HfN涂層損耗10%的預計時間為75577小時，根據公式[l]該時間遠大于目前所需的壽命750小時。在高瓦數白熾燈中一貫采用標準填充氣體，從而使HfN適合用于本文限定的陶瓷復合物的陶瓷基體。類似地，在加熱元件溫度為2500K時，在100%為Ar的填充氣體中，厚度為3微米的HfN涂層損耗10%的預計時間為4.5小時，在95%Ar和5%N2的填充氣體中該預計時間為1309小時。因此，基于目前所需的性能標準，在選擇合適的填充氣體組合物的情況下，可認為HfN適合用于本文限定的陶瓷復合物的陶瓷基體?？墒褂贸鼳r以外的填充氣體或部分真空，只要N2氣壓足夠高，以根據反應(A)使HfN涂層在至少750小時內保持穩(wěn)定。在另一實例中，氧化鉿(Hf02)的密度為p=9.68gxm-3,摩爾質量為M=210.49g'mole-1，最易蒸發(fā)的物質HfO在燈絲溫度為2300K時蒸汽壓為P*HfD=8.9xl(T9atm。因此，在2300K時厚度為3(im的Hf02涂層損耗10%的預計時間為402小時。由于402小時小于目前所需的壽命750小時，因而，就該額定壽命內的耐蒸發(fā)性而言，通常不能夠認為Hf02是合適的陶資基體。如果在填充氣體中添加少量如10ppm的氧氣02(g),則p;ro的值由反應(B)的平^f確定Hf02=HfO(g)+1/202(g)(B)得到P*Hto=7.4xl(T12atm。Hf02的蒸發(fā)則由物質HfO的蒸發(fā)控制，其中p*Hf02=2.0xio'11atm。填充氣體中包括10ppm02，從而根據等式[l]使厚度為3|im的HfD2涂層損耗10%的預計時間增至1.29xlO、J、時。由于1.29xl()S小時遠大于目前所需的壽命750小時，因而可知通過對填充氣體組合物進行適當地微小改變，在所述高溫環(huán)境下HfG2可成為適合用于陶資復合物的陶瓷基體。在加熱元件溫度為2500K時，厚度為3微米的HfG2涂層損耗10%的等價預計時間為1637小時。由于1637小時大于目前所需的壽命750小時，因而如果選擇適當改變的填充氣體組合物，則可認為Hf02適合用于陶瓷復合物的陶瓷基體。此外，在本申請中應當理解的是，在選定的燈絲溫度下，當與內含納米粒子64接觸時，陶資材料62應保持化學穩(wěn)定。即陶瓷基體62不應與納米粒子材料64進行交換反應，陶瓷基體62也不應固溶大量納米粒子材料64。例如，提出了包括Tao.5uQ).487陶瓷基體和Hf納米粒子的陶瓷復合物。Tao.川C().487和Hf之間可能發(fā)生的反應為Ta0.513C0.487+0.513Hf=Hf0.513C0.487+0.513Ta(C)在2300K時該反應的吉布斯能變值AG,經計算為-37140J。由于化學反應僅在吉布斯能變小于零時進行，因而在2300K時反應(C)向右進^亍，并且可認為Ta。.513Co.487與Hf就交換反應(C)而言熱力學不相容。然而，Ta0.513CQ.487與其他備選納米粒子單質(包括但不限于Os、Re、Au)的反應可產生為正值的AG，從而表明相應的陶瓷材料/納米粒子組合在所關注的溫度下無條件地保持穩(wěn)定。在另一實例中，提出了包括HfN陶瓷基體和納米粒子W的陶瓷復合物。HfN與W之間可能發(fā)生的反應為應+2W=W2N+Hf(D)關于高溫材料相穩(wěn)定和熱力學性能的文獻指出鴒的氮化物是不穩(wěn)定的，因此反應(D)以及類似于(D)將生成鴒的氮化物的任何其它反應將不會發(fā)生。因而，可以預見，HfN陶瓷和W納米粒子的組合在所關注的溫度范圍內是穩(wěn)定的陶瓷復合物。除HfN之外，以上還描述了包括HfD2陶瓷基體和W納米粒子的陶資復合物。Hf02和W之間可能發(fā)生的反應可由以下反應(E)表示Hf02+W=W02+Hf(E)在2300K時該反應的吉布斯能變值AG,經計算為+519700J。由于化學反應僅在吉布斯能變小于零時進行，因而就交換反應(E)而言Hf02與W是相容的。由于反應(E)的吉布斯能變值較大且為正值，因而預期W在Hf02中的固溶度低。因此，預期包括Hf02陶瓷材料和W納米粒子的體系在所關注的溫度范圍內形成穩(wěn)定的陶乾復合物涂層。此外，在本申請中應當理解的是，陶瓷材料62在設置在加熱元件上并與加熱元件接觸時應保持化學穩(wěn)定。即陶乾基體62不應與加熱元件材料進行交換反應，也不應固溶大量加熱元件材料。例如，在2300K時W-Ta-C三元相圖的熱力學計算表明，備選陶瓷材料Tao.5nQ).487可能與W加熱元件部分地反應，從而生成少量碳化物固溶體(Ta,W)2C和富W的(W,Ta)合金層。該預期反應對W加熱元件上3pm的Ta0513Q).487涂層可能造成不利影響或者可能不造成不利影響。根據所述標準，Ta。.5,3Q).487是可能用于本文限定的陶瓷復合物的陶乾基體，但等級低于表現為基本不與下面的W加熱元件發(fā)生化學反應的備選陶瓷材料。根據以上反應(A)所示表明HfN和W納米粒子化學相容的同一實例還表明HfN和W加熱元件化學相容。類似地，根據以上反應(E)所示表明Hf02和W納米粒子化學相容的實例還表明按照本文披露的設計標準Hf02和W加熱元件化學相容。上述實例中示例的方法可用于確定備選材料體系是否適合用于改進的具有本申請教導的選擇性發(fā)射陶瓷復合物的白熾燈。因而，根據如上所述本發(fā)明的一種實施方案，采用陶瓷復合物體系的白熾燈可包括基座、透光封殼、W加熱元件或燈絲、設置在加熱元件上包含HfN陶瓷和內含W納米粒子的陶瓷復合物涂層。透光封殼可保持真空或容納填充氣體。在一種實施方案中，封殼中容納的填充氣體可包括惰性氣體，其中惰性氣體可包含至少約38Torr的N2。根據如上所述本發(fā)明的另一種實施方案，采用陶資復合物涂層的白熾燈可包括基座、透光封殼、W加熱元件或燈絲、設置在加熱元件上包含HfN陶瓷和內含納米孔洞的陶瓷復合物涂層、以及容納在封殼內并包含惰性氣體的填充氣體，其中惰性氣體可包含至少約38Torr的N2。根據如上所述本發(fā)明的再一種實施方案，采用選擇性發(fā)射陶乾復合物的白熾燈可包括基座、透光封殼、W加熱元件或燈絲、設置在加熱元件上包含Hf02陶瓷和內含W納米粒子的陶瓷復合物、以及包含惰性成分(如Ar)和10ppmO2的填充氣體。該填充氣相可在一定限度內改變，例如通過添加N2以按照需要改變其導熱率和/或改變02濃度，同時就蒸發(fā)而言仍使陶資復合物涂層保持長壽命。前述實例旨在示例用于根據上述化學穩(wěn)定性要求判定備選材料的具體材料篩選方法。盡管上述實例利用一些假設來確定材料的相容性(例如，在2300k下工作時在所需的設計壽命內應使陶乾復合物的蒸發(fā)不大于10%),對一些材料進行了詳細說明，但相關方法應擴展地理解并可應用于除所述材料以外的大量材料。特別地，盡管上述示例性方法假設加熱元件由鵠構成，但由其他材料(例如但不限于碳、鋨、錸和鉬)構成的加熱元件同樣可結合本文所述陶瓷基體復合物使用。在一個實施例中，制造了白熾燈。該白熾燈包括基座、涂覆有高溫發(fā)射陶瓷復合物的加熱元件和包圍加熱元件連接在基座上的透光封殼。在將加熱元件安裝在基座上之前，在該加熱元件上形成陶資復合物。為了形成該陶瓷復合物，通過電泳或蒸發(fā)將粒徑為約400nm的二氧化硅納米粒子組裝在加熱元件上。然后利用二氧化硅的化學氣相沉積(CVD)橋接二氧化硅納米粒子，從而形成內部互連結構。再次進行CVD過程以浸漬二氧化硅基體并在二氧化硅納米粒子周圍形成50nm的HfN陶瓷殼。利用氫氟酸腐蝕二氧化硅粒子。由于HfN具有使hcop大于8eV(表示強金屬性)的等離子體頻率cop并且所得孔洞空間的介電常數約為1,因而提供了足夠的介電差異。然后，將涂層加熱元件安裝在白熾燈內，連接封殼，提供含有至少38TorrN2的填充氣體。電流通過基座到達涂覆有陶瓷復合物的加熱元件，使得陶乾復合物在大于約2300Kelvin的溫度下在至少約100小時內，選擇性反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射波長為約400nm-約700nm的光子。在第二個實施例中，制造了另一種白熾燈。該白熾燈包括基座、涂覆有高溫發(fā)射陶瓷復合物的鴒燈絲、以及包圍鴒燈絲連接在基座上的透光封殼。在將鎢燈絲安裝在基座上之前，在燈絲上形成陶瓷復合物。采用電泳。同樣地，盡管僅實施例1實施例法將由150nm的鴒核芯和100nm的Hf02涂層組成的復合納米粒子組裝在燈絲上。然后燒結該組裝粒子，從而在鴒燈絲上形成整體燒結的涂層。然后將涂層燈絲安裝在白熾燈內，連接封殼，填充氣體包括Ar和lOppm的02。電流通過基座到達涂覆有陶瓷的燈絲，從而使陶資涂層在大于約2300Kelvin的溫度下在至少約100小時內，選擇性反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射波長為約400nm-約700nm的光子。盡管本申請僅對本發(fā)明的一些特征進行了示例和說明，但本領域技術人員可作出多種改變和變化。因而，應當理解的是，所附權利要求旨在覆蓋所有可落在本發(fā)明構思和范圍內的改變和變化。本申請所述主題的附加權利要求可見隨本申請同時提交的下述美國專利申請發(fā)明名稱為ARTICLEINCORPORATINGAHIGHTEMPERATURECERAMICCOMPOSITEFORSELECTIVEEMISSION的美國專利申請[Atty.Docketno.165571-2];發(fā)明名稱為LIGHTSOURCEINCORPORATINGAHIGHTEMPERATURECERAMICCOMPOSITEFORSELECTIVEEMISSION的美國專利申請[Atty.Docketno.165571-3];以及發(fā)明名稱為LIGHTSOURCEINCORPORATINGAHIGHTEMEPERATURECERAMICCOMPOSTIEANDGASPHASEFORSELECTIVEEMISSION的美國專利申請[Atty.Docketno.165571-4]。權利要求1.一種高溫穩(wěn)定的組合物，包括第一材料；和分散在所述第一材料內的第二材料，以形成一種結構，使得所述第一材料和所述第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，其中所述組合物在大于約2000Kelvin的溫度下在至少約10小時內，可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。2.權利要求1的組合物，其中所述組合物在大于約2300Kelvin的溫度下在至少約IOO小時內，可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。3.權利要求1的組合物，其中所述組合物在大于約2000Kelvin的溫度下在至少約750小時內，可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。4.權利要求1的組合物，其中所述第一材料包括選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物以及其中兩種或更多種的組合中的陶資材料。5.權利要求4的組合物，其中所述第二材料包括過渡金屬。6.權利要求5的組合物，其中所述第二材料包括選自W、Os、Re、Mo、Au以及其中兩種或更多種的組合中的材料。7.權利要求6的組合物，其中所述第一材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B、HfD2、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。8.權利要求4的組合物，其中所述第二材料包括選自W、Os、Re、Mo、Au、Ta、Nb、C、Hf、Zr以及其中兩種或更多種的組合中的材料。9.權利要求8的組合物，其中所述第一材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。10.權利要求4的組合物，其中所述第二材料包括氣相。11.權利要求10的組合物，其中所述第一材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。12.權利要求1的組合物，其中所述第一材料包括選自HfN、HfC、ZrN、ZrC以及其中兩種或更多種的組合中的材料，并且其中所述第二材料包括氣相。13.權利要求1的組合物，其中所述第一材料包括選自HfN、HfC、ZrN、ZrC以及其中兩種或更多種的組合中的材料，并且其中所述第二材料包括選自Hf、Zr及其組合中的材料。14.權利要求1的組合物，其中所述第一材料包括選自Hf02和Zr02及其組合中的材料，并且所述第二材料包括選自W、Os、Re、Mo、Au以及其中兩種或更多種的組合中的材料。15.—種高溫涂層，所述高溫涂層包含權利要求1中限定的組合物。16.權利要求15的高溫涂層，其中將所述高溫涂層涂覆在加熱元件上，達到約3pm的厚度。17.—種燈，所述燈包括其上涂覆有權利要求15的高溫涂層的加熱元件。18.權利要求1的組合物，其中所述第一材料包括選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物和過渡金屬硼化物以及其中兩種或更多種的組合中的陶瓷材料。19.權利要求18的組合物，其中所述第二材料包括氣相。20.權利要求18的組合物，其中所述第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。21.權利要求l的組合物，其中所述第一材料包括過渡金屬。22.權利要求21的組合物，其中所述第二材料包括氣相。23.權利要求21的組合物，其中所述第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。24.—種組合物，包括具有第一材料和第二材料的高溫陶瓷復合物，布置所述第一材料和第二材料，使得所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，其中所述第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物及其組合，并且其中所述第二材料包括過渡金屬。25.權利要求24的組合物，其中所述第二材料選自W、Os、Re、Mo、Au以及其中兩種或更多種的組合。26.權利要求25的組合物，其中所述第一材料選自HfC、NbC、，W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffi2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合。27.權利要求26的組合物，其中所述第一材料選自Hf02、Zr02，并且所述第二材料選自W、Os、Re、Mo、Au以及其中兩種或更多種的組合。28.權利要求27的組合物，其中所述第二材料包括多個納米粒子并且其中所述第一材料涂覆在所述大量納米粒子上。29.權利要求27的組合物，其中所述第一材料包括多個第一納米粒子，并且所述第二材料包括多個第二納米粒子。30.權利要求24的組合物，其涂覆在加熱元件上。31.權利要求24的組合物，其中所述組合物在加熱時可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。32.權利要求24的組合物，其中所述第二材料包括選自W、Os、Re、Mo、Au、Ta、Nb、C、Hf、Zr以及其中兩種或更多種的組合中的材料。33.權利要求32的組合物，其中所述第一材料選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合。34.—種組合物，包括具有第一材料和第二材料的高溫陶瓷復合物，布置所述第一材料和第二材料，使得所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，其中所述第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物、過渡金屬氧化物及其組合，并且其中所述第二材料包括氣相。35.—種組合物，包括具有第一材料和第二材料的高溫陶瓷復合物，布置所述第一材料和第二材料，使得所述第一材料和第二材料保持約100nm-約lOOOnm的分布周期，其中所述第一材料選自過渡金屬碳化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬硼化物及其組合，并且其中所述第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、HfB2、TaB2、ZrB2、W2B、HfQ2、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合。36.—種組合物，包括具有第一材料和第二材料的高溫陶瓷復合物，布置所述第一材料和第二材料，使得所述第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，其中所述第一材料包括過渡金屬，并且其中所述第二材料包括選自HfC、NbC、W2C、TaC、ZrC、HfN、Nb2N、Ta2N、ZrN、Hffl2、TaB2、ZrB2、W2B、Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。37.權利要求36的組合物，其中所述第二材料包括選自Hf02、Zr02、C以及其中兩種或更多種的組合中的材料。38.—種方法，包括對包括第一材料和分散在所述第一材料中的第二材料的組合物通電流以形成一種結構，使得所述第一材料和第二材料保持約100nm-約.1000nm的分布周期；和將所述組合物加熱至大于約2000Kelvin的溫度，以在至少約10小時的持續(xù)時間內發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子并反射波長大于約700nm的光子。39.權利要求38的方法，還包括將所述組合物加熱至大于約2300Kelvin的溫度，以在至少約100小時的持續(xù)時間內發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子并反射波長大于約700nm的光子。40.權利要求38的方法，還包括將所述組合物加熱至大于約2000Kelvin的溫度，以在至少約750小時的持續(xù)時間內發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子并反射波長大于約700nm的光子。全文摘要一種高溫穩(wěn)定的組合物，其包括第一材料和分散在第一材料內的第二材料，從而形成一種結構。構造該組合物，以使第一材料和第二材料保持約100nm-約1000nm的分布周期，并且該組合物在大于約2000Kelvin的溫度下在至少約10小時內可操作地反射波長大于約700nm的光子并發(fā)射或透射波長為約400nm-約700nm的光子。第一材料選自過渡金屬的碳化物、氮化物、硼化物和氧化物及其組合。第二材料包括相同的化合物、過渡金屬或氣相。文檔編號H01K1/28GK101405630SQ200780009879公開日2009年4月8日申請日期2007年3月23日優(yōu)先權日2006年3月31日發(fā)明者彼得·J·梅希特,戴維·J·布賴恩,維卡斯·米達,羅伯特·A·吉丁斯,蒂莫西·J·索默勒申請人:通用電氣公司