收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

多相氧化钒薄膜制备及热致变色性能研究

李亚涛  
【摘要】:二氧化钒(VO_2)作为一种具有半导体-金属相变特性的功能材料,在68oC附近发生由低温单斜半导体相到高温四方金属相的可逆相变,相变前后伴随着光学和电学性能的突变,因而在智能窗、红外隐身以及新型光电器件等诸多领域存在巨大应用价值。尤其在近红外波段,相变前后VO_2薄膜的透过性发生突变,而在可见波段几乎不变,能够同时实现良好采光和智能调温,是优良的智能窗材料。通常高纯单斜晶VO_2被认为是获得具有高性能VO_2基热致变色薄膜的先决条件,其他钒氧化物(尤其是高价氧化物)共存于VO_2基薄膜中被认为是不利的。本论文对比研究了多相氧化钒薄膜和纯单斜相VO_2薄膜的热致变色性能,并研究了衬底种类对多相氧化钒薄膜微结构及热致变色性能的影响。主要内容归纳如下:1.以室温反应磁控溅射沉积的无定形氧化钒薄膜为基础,然后在空气中进行快速退火,制得多相氧化钒薄膜。结构分析揭示了在所制得的多相氧化钒薄膜中VO_2、V_3O_7和V_2O_5共存。不同于之前的报道,本论文的结果表明高价钒氧化物(V_3O_7,V_2O_5)在VO_2基薄膜中适当共存可以显著提高薄膜的热致变色性能,通过最佳制备工艺获得的多相氧化钒薄膜其可见光透光率(T_(lum))和太阳能调制能力(ΔT_(sol))分别是纯单斜相多晶VO_2薄膜的1.93倍和1.34倍。此外,多相氧化钒薄膜比纯单斜相多晶VO_2薄膜(67.9℃)表现出更低相变温度(60.8℃)。2.在多相氧化钒薄膜热致变色性能研究基础上,进一步研究不同衬底对多相氧化钒薄膜结构和性能的影响。在不同衬底(石英玻璃、钙钠玻璃、A-和C-面蓝宝石)上制备了多相氧化钒薄膜。结果表明:多相氧化钒薄膜的热致变色性能均是随退火时间延长先提升后降低;衬底影响薄膜表面形态,A-面和C-面蓝宝石衬底更利于促进多相氧化钒薄膜颗粒生长融合;与石英玻璃衬底上的多相氧化钒薄膜相比,经相同退火时间后,A-面和C-面蓝宝石衬底上的多相氧化钒薄膜仍是VO_2、V_3O_7和V_2O_5共存,并且提高薄膜的透光率(T_(lum));而钙钠玻璃衬底中的钠离子渗透进薄膜形成单斜晶系NaV_6O_(15),薄膜的透光率(T_(lum):17.017%~30.364%)、光调制效率(ΔT_r:18.251%~22.974%)和相变温度(T_c=:58℃~58.86℃)降低。3.研究了多相氧化钒热致变色薄膜在智能窗方面的应用潜力。通过制备大面积多相氧化钒薄膜结合智能窗模型房屋进行节能效率测试与分析。结果表明:在相近的可见光透过率(T_(lum))和相同辐照时间下,多相氧化钒薄膜热致变色窗引起的模型房屋内部温度增幅比纯单斜相二氧化钒薄膜减少19.5%,即多相氧化钒薄膜具有更好的节能性能。另外,在经过室温长期保存(13-16个月)后,多相氧化钒薄膜的光学性能基本保持不变;且多相氧化钒薄膜存放前后V~(4+)/V~(5+)降幅约为纯单斜相二氧化钒薄膜的50%。最后,通过分析紫外辐射特性,发现多相氧化钒薄膜紫外线辐射透射率(T_(UV))在相变前后均小于0.5%,可以有效地实现紫外屏蔽功能。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 袁宁一,李金华,林成鲁;氧化钒薄膜的制备方法及结构性能[J];江苏石油化工学院学报;2000年04期
2 ;一种氧化钒与硬碳纤维布复合电极材料的制备方法[J];高科技纤维与应用;2017年01期
3 任学佑;常温锂—氧化钒蓄电池的进展[J];电池;1991年03期
4 А.М.Касимов ,黄伦珖;从溶液中分离稀有和重有色金属[J];湿法冶金;1989年03期
5 梁继然;胡明;刘志刚;;低温热氧化处理温度与时间对氧化钒薄膜性能的影响[J];功能材料;2009年01期
6 杨旭;蔡长龙;周顺;刘欢;;直流磁控溅射制备氧化钒薄膜[J];光学技术;2010年01期
7 晏伯武;;氧化钒薄膜热敏特性的研究[J];材料导报;2006年05期
8 杨碧赞;;氧离子注入对氧化钒薄膜电学特性影响的研究[J];复旦学报(自然科学版);2018年02期
9 ;攀钢研发出氧化钒清洁生产技术[J];华北国土资源;2015年02期
10 魏雄邦;蒋亚东;吴志明;廖家轩;贾宇明;田忠;;退火对氧化钒薄膜成分及热敏性能的影响[J];稀有金属材料与工程;2009年S2期
11 熊昊;吴志明;蒋亚东;魏雄邦;浦娟;;磁控溅射制备的氧化钒的椭偏光谱分析[J];半导体光电;2008年06期
12 张硕,姜胜林,刘梅冬,张弛;制备工艺对氧化钒薄膜微观结构的影响[J];电子元件与材料;2004年06期
13 梁耀廷,崔敬忠,达道安,刘向,李智;氧化钒薄膜制备与特性研究[J];真空与低温;2004年02期
14 ;财政部税务总局关于氧化钒适用税率问题的通知[J];财政;1983年02期
15 董杰;栗岩锋;束李;李江;柴路;王清月;;高调制度光致相变特性氧化钒薄膜太赫兹时域频谱研究[J];中国激光;2014年01期
16 董翔;吴志明;王涛;许向东;李伟;蒋亚东;;溅射工艺条件对氧化钒欧姆接触特性的影响[J];半导体光电;2009年02期
17 崔敬忠,达道安,邱家稳,李喜梅,王枚;双靶磁控溅射制备掺W氧化钒薄膜的研究[J];真空与低温;1999年02期
18 王宏臣,易新建,陈四海,黄光,肖静;128元非致冷氧化钒红外探测器的制作[J];红外与毫米波学报;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨旭;蔡长龙;周顺;刘欢;;直流磁控溅射制备氧化钒薄膜[A];2009年西部光子学学术会议论文摘要集[C];2009年
2 杨旭;蔡长龙;周顺;刘欢;;直流磁控溅射制备氧化钒薄膜[A];TFC’09全国薄膜技术学术研讨会论文摘要集[C];2009年
3 赵长林;陶海征;岳远征;赵修建;;热致色变W掺杂氧化钒薄膜的制备与性能研究[A];2015年全国玻璃科学技术年会论文专集[C];2015年
4 魏雄邦;廖家轩;吴志明;蒋亚东;;运用有效介质理论模拟氧化钒薄膜的光学特性[A];第十七届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2012年
5 吴淼;胡明;刘志刚;;直流对靶溅射制备氧化钒薄膜的研究[A];中国真空学会第六届全国会员代表大会暨学术会议论文摘要集[C];2004年
6 魏雄邦;王涛;吴志明;蒋亚东;;氩流量对氧化钒薄膜直流磁控溅射制备的影响[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年
7 姚翔;漆俊;巩雄;;溶液加工氧化钒空穴传输材料用于实现高效免磁滞的钙钛矿太阳能电池[A];第十五届全国光化学学术讨论会会议论文集[C];2017年
8 吴建栋;吴广明;高国华;杨辉宇;周小卫;王继超;;超长氧化钒纳米线的制备与表征[A];中国真空学会2012学术年会论文摘要集[C];2012年
9 王权康;刘彭义;陈颖超;叶勤;;射频反应磁控溅射法氧化钒薄膜的制备及其性能研究[A];2012年广东省真空学会学术年会论文集[C];2012年
10 王银玲;李美成;彭化;赵连城;;真空退火对氧化钒薄膜的相成分和电学性能的影响[A];2007年红外探测器及其在系统中的应用学术交流会论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 韦晓莹;氧化钒半导体功能薄膜的光电特性及其应用基础研究[D];天津大学;2014年
2 陈涛;具有相变特性的氧化钒薄膜制备与光学特性研究[D];天津大学;2011年
3 徐金杰;金属氧化物的表面和界面物理、化学特性研究[D];吉林大学;2005年
4 许旻;氧化钒薄膜结构和性能研究[D];兰州大学;2006年
5 梁继然;微测辐射热计用氧化钒薄膜的制备及其电阻温度性能研究[D];天津大学;2007年
6 吕宇强;氧化钒薄膜材料及非制冷红外探测器微结构设计的研究[D];天津大学;2007年
7 魏雄邦;氧化钒薄膜的制备、微结构与特性研究[D];电子科技大学;2008年
8 王彬;高灵敏氧化钒非致冷红外探测器研究[D];华中科技大学;2012年
9 袁宁一;氧化钒红外敏感膜和非致冷焦平面成像阵列研究[D];中国科学院研究生院(上海微系统与信息技术研究所);2002年
10 王银玲;掺杂氧化钒薄膜的相结构和光电性能研究[D];哈尔滨工业大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李亚涛;多相氧化钒薄膜制备及热致变色性能研究[D];电子科技大学;2020年
2 张之峰;氧化钒薄膜微结构表征与调控[D];电子科技大学;2013年
3 王志辉;氧化钒薄膜微结构与噪声性能研究[D];电子科技大学;2015年
4 张帆;低价钒缓冲层辅助制备氧化钒薄膜及其性能研究[D];电子科技大学;2019年
5 杨仁辉;硅基氧化钒薄膜的制备及其相变性能研究[D];电子科技大学;2019年
6 秦浩鑫;氧化钒薄膜阻变特性及仿神经突触行为研究[D];电子科技大学;2019年
7 陈梦;羟基氧化钒及其碳复合材料的制备及电化学性能研究[D];大连理工大学;2019年
8 张子名;氧化钒薄膜的电化学制备和性能研究[D];上海交通大学;2016年
9 窦亚芳;新型纳米结构氧化钒电极材料的制备及电化学性能研究[D];新疆大学;2019年
10 何庭伟;氧化钒对钙钛矿太阳能电池性能影响的研究[D];河南师范大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张瑜 孟祥林;攀钢首创氧化钒清洁生产技术[N];中国化工报;2014年
2 王彦华;攀钢成功破解氧化钒清洁生产世界性难题[N];攀枝花日报;2013年
3 张瑜 特约通讯员 孟祥林 王彦华;攀钢首创全球领先氧化钒清洁生产成套技术[N];攀枝花日报;2014年
4 记者 高柱 通讯员 孟彦瑜;攀钢攻克氧化钒清洁生产技术[N];工人日报;2014年
5 特约通讯员 吴文芳;攀钢氧化钒清洁生产项目通过省级验收[N];攀枝花日报;2015年
6 周军 孙茂;攀钢破解氧化钒清洁生产世界性难题[N];世界金属导报;2012年
7 孟祥林 王彦华 张瑜;攀钢成功实现氧化钒绿色生产[N];中国工业报;2014年
8 唐诗全;攀钢:氧化钒清洁高效生产关键技术世界领先[N];四川科技报;2012年
9 周军 杨勇斌 记者 张春;攀钢氧化钒年产量首破万吨大关[N];四川日报;2009年
10 记者 周军 通讯员 王彦华;攀钢专利“趟出”世界钒业新路[N];中国冶金报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978