離子摻雜VO2薄膜制備及熱致相變性能研究.pdf

1、VO2是一種具有熱致相變性能的金屬氧化物,其相變溫度為68℃,相變時(shí)VO2在單斜金紅石結(jié)構(gòu)與四方金紅石結(jié)構(gòu)之間發(fā)生轉(zhuǎn)變,同時(shí)其電學(xué)、光學(xué)性能也發(fā)生突變。為了使VO2材料更好的應(yīng)用于“智能窗”領(lǐng)域,本文以優(yōu)化制備工藝參數(shù)、降低VO2相變溫度、提高薄膜透光率作為研究重點(diǎn)。
　　研究結(jié)果表明:以V2O5粉末為反應(yīng)原料配制溶膠,溶膠最佳濃度為30g/L,添加阿拉伯樹膠為分散劑,以浸漬提拉法鍍制薄膜,最佳提拉速度為0.3cm/s。對(duì)薄膜樣品

2、進(jìn)行預(yù)熱處理時(shí),升溫速度為0.5℃/min至350℃,保溫2h,以同樣速度降至室溫。隨后進(jìn)行熱處理,在N2保護(hù)下,控制熱處理升溫速度為10℃/min,升溫至550℃,保溫1h后以同樣速度降溫到室溫。
　　離子摻雜可以改變VO2相變溫度,考察了摻雜NaWO4·2H2O和MoO3對(duì)相變溫度的影響,當(dāng)摻雜量W(wt.％,NaWO4·2H2O:V2O5)分別為1%、3%、5%時(shí),相變溫度分別為45℃、30℃和20℃以下;當(dāng)摻雜量Mo(wt

3、.%,MoO3·2H2O:V2O5)分別為1%、3%、5%時(shí),相變溫度為50℃、40℃、30℃。復(fù)合摻雜對(duì)VO2相變溫度的改變比摻同等量單一離子對(duì)相變溫度的改變幅度大。通過離子摻雜手段可制得溫度可調(diào)控的VO2材料。
　　為了改善薄膜易起泡、脫皮等現(xiàn)象,在玻璃基片上鍍制一層緩沖層,加強(qiáng)膜層與基片結(jié)合能力,同時(shí)也阻隔了玻璃基片中粒子擴(kuò)散到功能層中而影響其性能,本實(shí)驗(yàn)選取TiO2薄膜作為緩沖層;為了更好的將VO2薄膜應(yīng)用到“智能窗”方向