【摘 要】
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氧化钒具有金属半导体过渡相的特征,是很好的热致变色材料。当相变发生时,氧化钒材料的光透过率和电阻值均会发生改变。因此,其独特的热致变色特性在光学和电气开关设备、传感器和存储设备的应用上具有重要意义。而本文的研究成果,主要是用溶胶-凝胶法制备氧化钒薄膜,完成工作如下:1.采用溶胶-凝胶法,成功地制备了 V2O5薄膜,表明V2O5薄膜的相变温度可在掺杂钨离子的条件下降低;同样钨掺杂的V2O5薄膜在电致
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氧化钒具有金属半导体过渡相的特征,是很好的热致变色材料。当相变发生时,氧化钒材料的光透过率和电阻值均会发生改变。因此,其独特的热致变色特性在光学和电气开关设备、传感器和存储设备的应用上具有重要意义。而本文的研究成果,主要是用溶胶-凝胶法制备氧化钒薄膜,完成工作如下:1.采用溶胶-凝胶法,成功地制备了 V2O5薄膜,表明V2O5薄膜的相变温度可在掺杂钨离子的条件下降低;同样钨掺杂的V2O5薄膜在电致变色性能方面也表现出非常好的稳定性。所制V2O5薄膜结构完整,纯度良好,掺杂后所制V2O5薄膜的晶体表面织构没有发生改变,薄膜纳米颗粒为棒状结构,颗粒尺寸为150-500nm,V2O5薄膜厚度基本在7.8-9.7 μm;光学透过率测试结果表明,钨离子掺杂的摩尔比增加可以提高V2O5薄膜的光学透光率;对薄膜进行升温测试,探究薄膜透过率与温度的关系,薄膜具有优异的热致变色特性。2.采用溶胶-凝胶法,以三异丙醇氧化钒为钒源制备了(V.65W.35)2O5薄膜,测试结果表明,钨离子掺杂的摩尔比增加可以提高薄膜的光学透光率与耐腐蚀性,(V.65W.35)2O5薄膜的相变温度也随着钨离子的掺杂量增大而降低,所制备的(V.65W.35)2O5薄膜晶粒为颗粒状,颗粒尺度120-350 nm。横向扫描图看出薄膜厚度基本在8.4-10.3 μm之间,且比较均匀。将薄膜升温后分析其透射光谱并探索薄膜的相变特性,薄膜的特殊相变特性与耐腐蚀性可使其在某些特定场景和温度下实现内外温度的调节,节约资源,提高效率。3.采用溶胶-凝胶法,以乙酰丙酮氧化钒为原料制备了 VO2薄膜,薄膜表现出良好的亲水性、光学特性与极佳的热致变色特性。对VO2薄膜进行XRD和SEM的分析,成功制备了纯相VO2薄膜,薄膜纳米晶粒为颗粒状结构,将退火温度设定为600℃,退火时间为120 min,从表面接触角测试与透射光谱测试的结果可以看出,VO2薄膜表面具有亲水性。采用四探针测电阻法对VO2薄膜进行变温测电阻,在68℃左右电阻发生了 4个数量级的突变,而且薄膜的热致变色是可逆相变过程,为智能窗材料和智能隐身材料的制备提供了有益的前期工作。
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