三氧化钨陶瓷靶材的电致变色薄膜性能影响因素

三氧化钨电致变色薄膜三氧化钨陶瓷靶因具有成本低、制备简单、便于掺杂、利于制备疏松多孔薄膜等特性,逐渐被人们所重视。变色存储时间是指薄膜着色后自然褪色至△T小于一定值(一般为20%所需时间)。将电致变色应用于智能窗、电子公告牌等领域时,在薄膜有较高着色率的同时,延长变色储存时间,使得加一次电压着色后有更长的显色时间,这在环保节能方面具有很重大的意义。
 
三氧化钨陶瓷靶材的制备:
1. 采用纯度为99%的三氧化钨粉末为原料,加入粘接剂球磨、干燥、压制成型;
2. 在电阻炉中经1200°C烧结呈三氧化钨多晶陶瓷靶,打磨平整后即制得溅射靶材;
3. 采用导电玻璃为衬底材料溅射沉积1小时,完成镀膜,得到电致变色薄膜。
 
实验结论显示,采用三氧化钨陶瓷烧结靶,通过射频反应磁控溅射方法制备的电致变色三氧化钨薄膜具有如下特性:
1. 60%是三氧化钨的最佳用量,压强2.5Pa,功率145W;
2. 测试得出其对光调制幅度高达89.3%;
3. XRD测试表明,未真空热处理薄膜呈非晶态,当温度达到300°C左右开始出现较明显的晶化现象;
4. 300°C的热处理后,电致变色薄膜对光调幅度略有增加,变色存储能力增强,其存储时间达到32小时以上;同时,离子存储能力增大到3.96mC/cm3
5. 循环测试表明,适度温度(300°C)处理后薄膜的循环性能变化很小,这说明它的寿命没有缩短;但是,热处理增加了薄膜的密度,致使薄膜响应速度变慢;
6. 当温度高于300°C进行热处理,薄膜的变色存储时间稍微有增加,但是其它性能都极大的衰减,这说明,300°C为镀膜后的最佳热处理温度,此时电致变色薄膜能获得最佳的性能。
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蒸铝和钨加热子的工业流程

铝膜的形成是在真空容器中把纯度很高的铝丝(一般可达到99.9%)加热气化然后沉积在温度较低的荧光屏的表面上,从而形成一层薄薄且均匀致密的铝膜。荧光屏是通过黑底石墨、荧光粉涂敷、有机膜涂敷后的屏。蒸铝屏是在荧光屏上再蒸一层铝。一般蒸铝工序的工艺流程主要是:铝丝插入→荧光屏上料→一次真空→二次真空→真空测定→预热→蒸散→膜厚测定→泄露→冷却→屏下料。

在真空容器中将钨加热子通电后使铝丝气化形成铝膜,也就是通过低电压高电流给铝丝一定的功率使之熔化后汽化蒸发形成铝膜。其工作主要是在蒸铝工序中的预热和蒸散过程中。预热的目的主要是对将吸附在铝丝中的气体进行清除和净化,使蒸发的过程能平稳的进行。在开始的时候,输入加热子的电流随着电压的增加而增加。随着长时间的预热时间,加热子的温度会上升,导致其电阻率增加,表现为电流的缓慢降低。在蒸散的过程中,主要是依靠电加热使块状固体铝分子逸出,蒸铝过程的完成就是把蒸发出来的铝分子凝聚在有机膜上制备形成铝膜。在蒸散的过程中,电压要先加到一定的数值,比如8.5V。在温度达到铝熔化温度前,电流和功率的变化和预热过程一样,呈下降的趋势。当达到蒸发温度的时候,铝会迅速蒸发,电流急剧降低,直至蒸发结束。

蒸铝和钨加热子

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CNC加工钨铜工件—切削液的选用以及走刀路线安排

除了刀具和切削参数的选用外,在数控加工钨铜工件的过程中还需要注意切削液的选用以及铣削时走刀路线安排的问题。切削液(cutting fluid, coolant)是一种用在金属切削、磨加工过程中,用来冷却和润滑刀具和加工件的工业用液体,切削液由多种超强功能助剂经科学复合配合而成,同时具备良好的冷却性能、润滑性能、防锈性能、除油清洗功能、防腐功能、易稀释特点。克服了传统皂基乳化液夏天易臭、冬天难稀释、防锈效果差的的毛病,对车床漆也无不良影响,适用于黑色金属的切削及磨加工,属当前最领先的磨削产品。相比于皂化油,切削液各项指标均占优,它具有良好的冷却、清洗、防锈等特点,并且具备无毒、无味、对人体无侵蚀、对设备不腐蚀、对环境不污染等特点。在切削钨铜工件时会产生较高的切削温度,切削热不易传散,因而需要使用切削液,从而提高切削过程中的润滑性能,降低切削力,极大提高刀具的耐用程度,有效地防止粘刀和刀具过早的磨损。

而合理安排CNC铣削过程中的走刀路线是有效防止加工钨铜工件时产生裂纹和掉渣的关键工艺方法,一般走刀路线的安排遵从以下几个原则:
1.合理选择铣削方式:通常铣削方式包括顺铣和逆铣。顺铣切削平稳,切削路程较短,切削由厚至薄且能有效减轻切屑粘结的现象并改善表面粗糙度,相比于逆铣更为常用;
2.保证铣刀旋转时切屑往内排,从而避免了因材料质地较脆而发生的铣削缺陷;
3.要注意避免过大的吃刀量以及棱边崩角和掉渣;
4.在加工平面或盲槽时,不适合选择在工件表面垂直进刀而应尽可能选择斜线或螺旋进刀,避免工件产生裂纹;
5.钻孔时,必须将出刀面紧贴在其他金属垫块上,这样可有效控制出刀孔口出现掉渣现象。

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钨加热子的外观设计

钨加热子一般由钨丝制成,具有较高的熔点和高耐腐蚀性,所以主要应用于钨加热子真空镀金、铝等装饰物品,镀铬等镜子,塑料制品,加热元件。钨丝加热子根据可以的样品或图纸的具体要求,被绞合成单股或多股,所使用的钨丝可以是纯钨丝或掺杂钨丝。钨丝直径范围一般在0.2~1.2mm之间。

加热阴极件在1927年第一次被间接地为大众所得知,那个时候的加热子的外观设计就有了很大的差别。当时,一个发夹钨加热子是由一挤压陶瓷绝缘体支撑着,并且周围包围着镍套。

图中A显示的是一种以前普遍使用的钨丝加热子所使用的检测器和放大器的管子。这种加热子的使用需要有2.5伏的电压供应。它需要一个为时20~30秒的预热时间。图中B显示的是一个直径为0.02mm的钨丝缠绕在一个氧化铝绝缘管的螺旋口上。通过中间的绝缘棒返回,一般情况下,氧化铝涂层会覆盖整个钨丝。图中C显示的是一个直径为0.7mm的钨丝缠绕在一个氧化铝绝缘管的螺旋口上,一个钼棒从中间的管通过,起着乘杆的作用。这种设计的加热器一般要在5伏和60安培的环境下进行运作。图中D显示的是一个直径为0.25mm的加热子支,并且挤压在绝缘管里。这四种加热子的外观设计是目前最典型的外形,但是实际上为了方便后续工作的使用,加热子还会被制作成各种不用的形状和规格。

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CNC加工钨铜工件—刀具的选用

钨铜材料是一种钨和铜的合金材料,其具有高密度、高强度、高熔点以及优良的耐磨耐蚀性,被广泛运用于航空航天以及一些高温材料领域。但是钨铜材料存在切削性能较差的缺陷且其属于脆性材料(在室温下多孔钨骨架抗拉强度仅有50-120MPa,Cu抗拉强度为240MPa)。在刀具加工过程中刀具磨损快,容易产生裂纹、崩块等缺陷。为了解决这些缺陷,相关研究人员在加工钨铜工件的实际生产中不断探索,尤其是在刀具选用、切削参数、切削液的选用以及数控铣削走刀路线的安排等方面进行了重点的研究与试验。

在刀具选用方面,对于材料有硬度高、韧性好、强度高、热硬性好、散热性好等要求,对于立铣刀最好选用三刃硬质合金铣刀,要求刀面光洁、刃口锋利,而对于多刃刀具应控制切削刃的跳动量。对加工钨渗铜的刀具几何角度,除后角要求稍大外,其他无特殊要求按成品刀具几何角度即可。对于切削参数的选用,切削时会产生较高的温度且切削热不易扩散,而会加快刀具的磨损。因而选择合适的切削速度、切削深度、进给量不仅能够有效提高加工效率,降低生产成本,还能够有效延长刀具的使用寿命。另外,对于CNC加工钨铜工件的硬质合金刀具的切削温度宜控制在600℃-800℃之间,而硬质合金端铣刀与立铣刀加工钨铜工件时切削参数也有所不同。

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