低溫熱處理氧化鎢電致變色薄膜

詳細內容: 分類：鎢的知識; 發佈於：2015-03-17, 週二 15:02

電致變色薄膜的材料包括各種有機和無機化合物,而其中研究最多的就是氧化鎢,其主要的製備方法有真空熱蒸發、電子束蒸發、濺射、氣相沉積、電沉積和溶膠-凝膠法等。電致變色薄膜經過一定溫度的熱處理可提高其粘附性和迴圈使用壽命,但高溫熱處理往往會影響薄膜的回應時間和變色幅度。一般物理製備方法都需要經過較高溫度的熱處理,如電子束蒸發法需500e的熱處理,熱蒸發法需350,射頻濺射法需200~300e。這些方法往往由於設備昂貴、技術複雜以及工藝條件要求高而受到一定限制;化學製備方法中的溶膠-凝膠法是一種設備簡單、成膜均勻以及易大面積製備的低溫製備方法,但通常需要100e以上的熱處理。如醇鹽法需250e的熱處理,離子交換法需150e,鹵代氧化法需120e。Bessiàre等。

曾報導過80e的熱處理方法,在柔軟易變形的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基質上製備電致變色薄膜,使其覆蓋在任意不規則形狀的物體表面,但這樣製備的薄膜的迴圈使用壽命只有幾十次,不能滿足實際的需要。以鎢酸鈉為原料,經離子交換得到鎢酸溶液,乙醇和聚乙烯醇(PVA)為添加劑,用溶膠-凝膠法製備了性能優越的氧化鎢電致變色薄膜。這種薄膜只需75e的熱處理溫度,驅動電壓為-1~+1V,完全著色和褪色的時間僅為數秒鐘,在水溶液中的著色-褪色迴圈次數可達600次以上,著色後顏色可保持數天。

所得薄膜為無色透明,著色後呈藍色,顏色均勻。薄膜的在300~900nm波長下,著色狀態與褪色狀態透射率的變化。褪色狀態時,在可見光及近紅外區域的透射率都在93%以上,只是在近紫外區域由於玻璃基質的吸收,使透射率降低。著色狀態時,在600nm以上的區域有很好的吸收,透射率在21%以下,這與其外觀顯示的藍色相一致。在600nm以下著色狀態的透射率顯著地增加,然而在500nm處的著色狀態與褪色狀態透射率差也在50%以上。測試結果表明,薄膜顏色變化明顯,具有良好的光可控性。

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