二氧化钒纳米粉体制备及相变特性调控研究
发布时间：2022-12-25 09:52
二氧化钒作为一种典型的热致相变氧化物,在68℃时发生由低温绝缘体向高温金属态的可逆相变,该相变特性使其在红外波段具有优异的热致变色特性。因此,通过调控VO2的相变特性以裁剪其热致变色性能已经成为该领域研究的热点。但是,VO2相变温度较高及薄膜材料难以大规模制备等问题成了限制VO2广泛应用的重要因素。本文围绕VO2（M）粉体的制备及相变特性的调控,借助DSC、XRD、XPS、SEM等分析表征技术,探索一种新的纯M相VO2粉体的制备方法,并研究Nb元素的掺杂对VO2（M）粉体相变特性的调控作用与机理。论文主要结果如下:（1）复合退火工艺对VO2纳米粉体的可控制备:在真空退火工艺的基础上,本文提出一种新的纯M相VO2粉体制备方法,即采用复合退火工艺,通过优化退火过程中氧气的通入条件,制备出纯的M相VO2粉体,该粉体的相变温度是66.06℃,微观结构呈现纳米棒状与不规则晶体,棒状结构为VO...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 二氧化钒粉体的制备方法
1.2.1 热分解法
1.2.2 化学法
1.2.3 水热法
1.2.4 溶胶-凝胶法
1.2.5 激光诱导气相沉积法
1.3 二氧化钒的晶体结构及相变机理
1.3.1 晶体结构
1.3.2 相变机理
1.4 二氧化钒的典型应用
1.4.1 智能窗
1.4.2 电学开关与光学存储
1.4.3 红外脉冲激光防护
1.4.4 非制冷红外探测器
1.5 选题意义与论文内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 论文内容
第二章 真空退火工艺制备VO_2粉体及表征
2.1 VO_2粉体的制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.1.3 实验方法及制备过程
2.1.4 实验注意事项
2.2 VO_2 粉体的表征测试方法
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 X-ray电子能谱(XPS)
2.2.3 能谱仪(EDS)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 差示扫描量热仪(DSC)
2.3 真空退火VO_2粉体的表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 XPS分析
2.3.3 SEM分析
2.3.4 DSC分析
2.4 本章小结
第三章 复合退火工艺制备VO_2粉体及表征
3.1 粉体制备
3.2 XRD分析
3.3 SEM分析
3.4 XPS分析
3.5 DSC分析
3.6 本章小结
第四章 掺NB对VO_2粉体结构和相变特性的影响
4.1 Nb掺杂VO_2粉体的制备
4.1.1 实验材料与仪器
4.1.2 实验流程
4.2 Nb掺杂VO_2粉体的成分及价态(EDS、XPS)分析
4.3 Nb掺杂VO_2粉体的SEM的分析
4.4 Nb掺杂VO_2粉体的Raman分析
4.5 Nb掺杂VO_2粉体的XRD分析
4.6 Nb掺杂VO_2粉体的相变特性分析
4.7 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于智能变色的发射率可调型薄膜研究进展[J]. 郎凤培,汪浩,张生俊,刘晶冰,严辉. 材料导报. 2017(S1)
[2]热处理温度对VO2纳米粉体结构与形貌的影响[J]. 王朔,万美南,黄波,钟昌理,乔昂,陶海征,赵修建. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[3]纳米技术改变人类未来生活[J]. 黄雅婷. 中国粉体工业. 2014 (02)
[4]红外发射率可变材料在航天器热控技术中的应用[J]. 刘东青,程海峰,郑文伟,张朝阳. 国防科技大学学报. 2012(02)
[5]可逆热致变色材料的变色机理及应用[J]. 梁小蕊,张勇,张立春. 化学工程师. 2009(05)
[6]二氧化钒制备与应用的新进展[J]. 康晓春,赵颖,王胤博,杨修春. 材料导报. 2008(S3)
[7]射频磁控溅射工艺制备二氧化钒薄膜[J]. 唐振方,赵健,卫红,张正法. 人工晶体学报. 2008(01)
[8]X射线光电子能谱[J]. 郭沁林. 物理. 2007(05)
[9]激光诱导化学气相沉积制膜技术[J]. 葛柏青,王豫. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2004(01)
[10]二氧化钒薄膜研究的最近进展[J]. 刘金城,鲁建业,田雪松,掌蕴东,袁萍,王骐. 哈尔滨工业大学学报. 2002(04)
博士论文
[1]二氧化钒微纳米结构的合成及其机敏特性的研究[D]. 刘良.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]Ti、Y掺杂对氧化钒薄膜结构与性能的影响[D]. 郭瑞.电子科技大学 2015
[2]水热法制备二氧化钒纳米结构及形貌控制研究[D]. 程孝虎.安徽大学 2013
本文编号：3726386
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 二氧化钒粉体的制备方法
1.2.1 热分解法
1.2.2 化学法
1.2.3 水热法
1.2.4 溶胶-凝胶法
1.2.5 激光诱导气相沉积法
1.3 二氧化钒的晶体结构及相变机理
1.3.1 晶体结构
1.3.2 相变机理
1.4 二氧化钒的典型应用
1.4.1 智能窗
1.4.2 电学开关与光学存储
1.4.3 红外脉冲激光防护
1.4.4 非制冷红外探测器
1.5 选题意义与论文内容
1.5.1 选题意义
1.5.2 论文内容
第二章 真空退火工艺制备VO_2粉体及表征
2.1 VO_2粉体的制备
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.1.3 实验方法及制备过程
2.1.4 实验注意事项
2.2 VO_2 粉体的表征测试方法
2.2.1 X射线衍射(XRD)
2.2.2 X-ray电子能谱(XPS)
2.2.3 能谱仪(EDS)
2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)
2.2.5 拉曼光谱(Raman)
2.2.6 差示扫描量热仪(DSC)
2.3 真空退火VO_2粉体的表征
2.3.1 XRD分析
2.3.2 XPS分析
2.3.3 SEM分析
2.3.4 DSC分析
2.4 本章小结
第三章 复合退火工艺制备VO_2粉体及表征
3.1 粉体制备
3.2 XRD分析
3.3 SEM分析
3.4 XPS分析
3.5 DSC分析
3.6 本章小结
第四章 掺NB对VO_2粉体结构和相变特性的影响
4.1 Nb掺杂VO_2粉体的制备
4.1.1 实验材料与仪器
4.1.2 实验流程
4.2 Nb掺杂VO_2粉体的成分及价态(EDS、XPS)分析
4.3 Nb掺杂VO_2粉体的SEM的分析
4.4 Nb掺杂VO_2粉体的Raman分析
4.5 Nb掺杂VO_2粉体的XRD分析
4.6 Nb掺杂VO_2粉体的相变特性分析
4.7 本章小结
第五章 全文总结与展望
5.1 全文总结
5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于智能变色的发射率可调型薄膜研究进展[J]. 郎凤培,汪浩,张生俊,刘晶冰,严辉. 材料导报. 2017(S1)
[2]热处理温度对VO2纳米粉体结构与形貌的影响[J]. 王朔,万美南,黄波,钟昌理,乔昂,陶海征,赵修建. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[3]纳米技术改变人类未来生活[J]. 黄雅婷. 中国粉体工业. 2014 (02)
[4]红外发射率可变材料在航天器热控技术中的应用[J]. 刘东青,程海峰,郑文伟,张朝阳. 国防科技大学学报. 2012(02)
[5]可逆热致变色材料的变色机理及应用[J]. 梁小蕊,张勇,张立春. 化学工程师. 2009(05)
[6]二氧化钒制备与应用的新进展[J]. 康晓春,赵颖,王胤博,杨修春. 材料导报. 2008(S3)
[7]射频磁控溅射工艺制备二氧化钒薄膜[J]. 唐振方,赵健,卫红,张正法. 人工晶体学报. 2008(01)
[8]X射线光电子能谱[J]. 郭沁林. 物理. 2007(05)
[9]激光诱导化学气相沉积制膜技术[J]. 葛柏青,王豫. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2004(01)
[10]二氧化钒薄膜研究的最近进展[J]. 刘金城,鲁建业,田雪松,掌蕴东,袁萍,王骐. 哈尔滨工业大学学报. 2002(04)
博士论文
[1]二氧化钒微纳米结构的合成及其机敏特性的研究[D]. 刘良.中国科学技术大学 2012
硕士论文
[1]Ti、Y掺杂对氧化钒薄膜结构与性能的影响[D]. 郭瑞.电子科技大学 2015
[2]水热法制备二氧化钒纳米结构及形貌控制研究[D]. 程孝虎.安徽大学 2013
本文编号：3726386
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