紅外敏感材料的研制及相應(yīng)特性的研究.pdf

1、分類號(hào)TB33密級(jí)UDC學(xué)位論文紅外敏感材料的研制及相應(yīng)特性的研究（題名和副題名）王波（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名吳志明吳志明教授電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)成都（職務(wù)、職稱、學(xué)位、單位名稱及地址）申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別碩士碩士專業(yè)名稱材料物理與化學(xué)材料物理與化學(xué)論文提交日期2006.5論文答辯日期2006.6學(xué)位授予單位和日期電子科技大學(xué)電子科技大學(xué)答辯委員會(huì)主席李偉教授教授評(píng)閱人2006年5月日注1注明《國(guó)際十進(jìn)分類法UDC》的類號(hào)摘要I摘要VO2是

2、一種相變型金屬氧化物，隨溫度的升高，在相變溫度（TC=68℃）發(fā)生從低溫單斜結(jié)構(gòu)向高溫四方金紅石結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)，伴隨著電阻率和紅外光透過(guò)率的突變。這一特有的性質(zhì)使VO2在眾多領(lǐng)域具有好的應(yīng)用前景，如VO2薄膜材料用于紅外成像、制導(dǎo)、資源探測(cè)、自動(dòng)調(diào)節(jié)溫度的自能窗等。近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)納米VO2材料可顯著減小相變時(shí)的應(yīng)力，其電阻突變量和光透過(guò)率均增加。與薄膜材料相比，它具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。有機(jī)物與納米VO2粉體的復(fù)合可使制膜更方便，適合

3、制備較大面積的膜。因此納米VO2復(fù)合材料的制備以及相應(yīng)物理性能的研究具有很強(qiáng)的理論性和實(shí)用性。隨著紅外探測(cè)技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用于預(yù)警、制導(dǎo)、紅外成像、紅外激光雷達(dá)、資源探測(cè)、光譜探測(cè)、工業(yè)探傷、大氣環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)學(xué)等軍用和民用領(lǐng)域，各國(guó)對(duì)提高紅外探測(cè)系統(tǒng)的核心部件——紅外探測(cè)器性能的研究也越來(lái)越關(guān)注。因此，本文對(duì)石墨作為紅外熱釋電探測(cè)器吸收層的相關(guān)研究具有非常實(shí)際的意義。本文首先利用化學(xué)氧化法制備了PEDT（聚（3，4乙撐二氧噻吩））薄膜

4、，探討了工藝條件對(duì)膜質(zhì)的影響，并測(cè)試了PEDT的電阻溫度特性，以掃描電子顯微鏡（SEM）觀察膜的表面形貌，為納米VO2PEDT復(fù)合膜的研制做好了鋪墊。然后，以溶液共混法制備納米VO2PEDT復(fù)合膜，其電阻溫度特性的測(cè)試結(jié)果表明，復(fù)合膜在35℃45℃溫區(qū)存在電阻突變現(xiàn)象，突變量達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)，表現(xiàn)出典型的VO2的阻溫特性。通過(guò)復(fù)合膜等效電阻的理想模型討論，可以知道當(dāng)復(fù)合膜中的電阻以串聯(lián)結(jié)構(gòu)為主時(shí)，復(fù)合膜主要表現(xiàn)出高電阻相的特性；若以并聯(lián)結(jié)構(gòu)

5、為主，則表現(xiàn)低電阻相的電阻特性。探討了在制備過(guò)程中所使用的離心分散、超聲分散和磁力攪拌三種分散方式對(duì)復(fù)合膜性能的影響。最后的測(cè)試結(jié)構(gòu)表明：離心分散法得到的膜在阻溫特性上最接近理想模型的計(jì)算結(jié)果。超聲分散法制備的膜阻值較高。而以磁力攪拌法制備的膜在相變溫度上向低溫區(qū)移動(dòng)。制備了石墨層作為熱釋電薄膜探測(cè)器的紅外吸收層，掃描電鏡觀察表明石墨為蠕蟲狀晶體結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)石墨層對(duì)PVDF（聚偏氟乙烯）膜的飽和極化強(qiáng)度和矯頑場(chǎng)有非常明顯的影響。飽