增强红外调节性能的聚硅氧烷/二氧化钒复合薄膜的制备及其性能研究

发布时间：2022-12-09 23:40

　　二氧化钒（VO2）是典型的具有良好热滞相变特性的功能材料,它可以广泛的被应用做智能窗用材料。当VO2薄膜的相变温度（Tc）高于室温时,VO2的晶体结构为单斜相（M）,红外光和可见光具有较高的透光率,因此随着光线的入射,室温逐渐升高;当VO2薄膜的相变温度低于室温时,VO2的晶体结构变成四方金红相（R相）,可见光的透过率保持不变,红外光的透过率显著降低,红外光携带的热量不能进入室内,达到智能控温的目的。针对VO2薄膜存在的三个主要问题:（1）可见光区透过率（Tlum）较低,无法满足建筑窗户对外部采光的需要;（2）VO2薄膜对太阳光的调节性能（△Tsol）太小,无法满足对室内智能控温的需要;（3）VO2薄膜不稳定,容易被空气中的氧化性气体氧化,丧失太阳光调节性能。我们在本论文中主要完成了三个体系的研究:一,智能控温、超亲水二氧化钒薄膜的制备及其性能研究;二,超疏水、透明聚硅氧烷薄膜的制备及其性能研究;三,增强红外调节性能的聚硅氧烷/二氧化钒复合薄膜的制备及其性能研究。（1）智能控温、超亲水二氧化钒薄膜的制备及其性能研究本论文采用溶胶-凝胶法制备智能控温、超亲水VO2薄膜。在制备VO2前驱体... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 VO_2薄膜的制备方法
        1.2.1 磁控溅射法
        1.2.2 脉冲激光沉积法
        1.2.3 溶胶-凝胶法
        1.2.4 化学气相沉积法
        1.2.5 真空蒸发镀膜法
    1.3 超疏水薄膜的制备方法
    1.4 VO_2薄膜的改性
        1.4.1 调节VO_2薄膜相变温度的研究进展
        1.4.2 提高VO_2薄膜可见光透过率与太阳光调节性能的研究进展
    1.5 本论文研究的主要内容、目的及其意义
第2章 实验方法
    2.1 实验试剂
    2.2 实验设备
    2.3 实验前期准备工作
        2.3.1 基片表面预处理
    2.4 实验测试方法及表征
        2.4.1 X射线衍射仪
        2.4.2 扫描电子显微镜
        2.4.3 X射线光电子能谱仪
        2.4.4 接触角测量仪
        2.4.5 紫外可见分光光度仪
        2.4.6 原子力显微镜
        2.4.7 傅里叶变换红外光谱仪
        2.4.8 粒度分布测定仪
第3章 智能控温、超亲水二氧化钒薄膜的制备及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验过程
        3.2.1 VO_2前驱体溶液的制备
        3.2.2 智能控温、超亲水VO_2薄膜的制备
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 前驱体中不同PVP添加量对制备的VO_2薄膜的光学性能的影响
        3.3.2 前驱体中不同酸性条件对VO_2溶胶颗粒粒径的影响
        3.3.3 前驱体中不同酸性条件下制备的VO_2薄膜的物相分析
        3.3.4 前驱体中不同酸性条件下制备的VO_2薄膜的微观形貌分析
        3.3.5 前驱体中不同酸性条件下制备的VO_2薄膜的XPS光谱分析
        3.3.6 前驱体中不同酸性条件下制备的VO_2薄膜的UV光谱分析
    3.4 本章小结
第4章 超疏水、透明聚硅氧烷薄膜的制备及其性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验过程
        4.2.1 超疏水、透明聚硅氧烷薄膜的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 不同硅烷偶联剂对制备的聚硅氧烷薄膜的表面疏水性的影响
        4.3.2 不同厚度对聚硅氧烷薄膜表面疏水性的影响
        4.3.3 聚硅氧烷薄膜厚度对薄膜可见光区透过率的影响
        4.3.4 不同酸催化时间对聚硅氧烷薄膜表面疏水性的影响
        4.3.5 超疏水、透明聚硅氧烷薄膜的抗水滴冲击性能的测试
    4.4 本章小结
第5章 增强红外调节性能的聚硅氧烷/二氧化钒复合薄膜的制备及其性能研究
    5.1 引言
    5.2 实验过程
        5.2.1 增强红外调节性能的聚硅氧烷/二氧化钒复合薄膜的制备
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 前驱体中不同酸性条件下制备的VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的UV光谱分析
        5.3.2 不同钨掺杂量VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的UV光谱分析
        5.3.3 VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的形貌分析
        5.3.4 VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的抗氧化性和抗酸性测试
        5.3.5 VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的表面疏水性测试
        5.3.6 VO_2薄膜与聚硅氧烷薄膜复合前后的抗紫外光稳定性测试
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]脉冲激光沉积功能薄膜的研究进展[J]. 程勇,陆益敏,郭延龙,黄国俊,王淑云,朱孟真,黎伟,米朝伟,曹海源.  激光与光电子学进展. 2015(12)
[2]磁控溅射制备VO2薄膜及其红外相变特性[J]. 徐凯,路远,凌永顺,乔亚.  材料科学与工程学报. 2015(03)
[3]影响真空蒸发镀膜膜厚的因素分析[J]. 高雁.  太原科技. 2008(09)
[4]幕墙的生态策略——双层皮生态玻璃幕墙类型分析[J]. 肖中岭.  门窗. 2007(01)
[5]建筑玻璃的绿色度评价[J]. 马眷荣.  中国建材科技. 2003(06)
[6]脉冲激光沉积技术及其应用[J]. 陈传忠,包全合,姚书山,雷廷权.  激光技术. 2003(05)
[7]钒氧化物薄膜的拉曼散射[J]. 王学进,费允杰,熊艳云,聂玉昕,冯克安.  光散射学报. 2001(04)

硕士论文
[1]二氧化钒薄膜磁控溅射法制备、结构和光学性能[D]. 宁智勇.武汉理工大学 2014
[2]基于新型玻璃幕墙技术的多功能建筑表皮系统研究[D]. 夏阳.湖南大学 2012



本文编号：3715603