气致变色是指材料接触到某些气体后，因发生可逆化学反应使得材料产生对特定波长光波吸收的显色效应。同电致变色相比，目前对材料气致变色性能的研究相对较少，但由于气致变色器件具有系统结构简单、影响因素少、全为固态材料、光学调节范围更广、易于大面积生产、无需外加电压、运行无能耗等众多优点，使得对WO3气致变色薄膜，特别是与之相关的复合型WO3薄膜的研究必将逐渐成为我们关注的重点。

通常，纯WO3薄膜的气致变色性能并不太理想，一般需要在WO3薄膜表面沉积一层贵金属膜作催化剂，添加贵金属膜能加快薄膜的气致变色过程，并提高薄膜对特定气体的选择性。实验发现，掺杂Au能提高WO3薄膜对H2S气体的敏感性，掺杂Ag能提高WO3薄膜对SO2的敏感性，掺杂Au和M_OO3能提高WO3薄膜对NH3的敏感性。

在研究WO3薄膜的氢致变色性能时，常在WO3薄膜表面沉积一层Pd或Pt膜以提高薄膜对H2的敏感性及选择性。向WO3薄膜材料中添加催化剂或其它金属氧化物，可以起到控制薄膜晶粒尺寸、提供气敏反应的活化中心等作用，但此时薄膜的气敏响应机理十分复杂，人们对此敏感机理的认识尚不成熟，已有的理论也主要是沿用电致变色机理，存在多种解释理论模型。

目前，利用WO3薄膜气致变色效应制备出相关器件的报道还不多见，采用多种方法在玻璃基底上沉积了一层覆盖有微量Pt颗粒的非晶WO3薄膜，并将其制成具有气致变色效果的窗口，其结构如下图所示。测试的结果表明，该气致变色窗着色效果较好，其着色和褪色的速度较快，且重复进行多次气敏测试后，器件的变色性能仍能保持稳定。最终于2004年成功研制出达到商业化标准的WO3气致变色窗口。　　　　　　　　　

除了被应用于智能变色窗之外，WO3薄膜另一个重要的潜在应用是在氢气传感器件方面。近年来基于WO3气致变色效应的光纤传感器件的研发已取得了一定的进展，此类传感器属于光学型传感器，具备较多优异性能，很有研究价值，但这类器件难以实现批量生产，整套传感系统需要使用到昂贵的光学器件，成本也相对较高，因而未能广泛应用。

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光致变色现象(photochromism)是指一种化合物A在受到一定波长的光照射时,可进行特定的化学反应,获得另一种产物B,由于结构的改变导致其吸收光谱发生明显的变化(发生颜色变化)。而在另一波长的光照射下或热的作用下,又能恢复到原来的形式。在光的作用下能发生可逆颜色变化的化合物,称为光致变色化合物或光致变色体。光致变色是一种可逆的化学变化,这是一个重要的判断标准。如果A状态是有色的,光照后变为无色的B状态,B通过光化学或热化学的途径又回到有色状态A,则该体系称为逆光致变色现象。

三氧化钨薄膜可以通过适当能量的光辐照而呈现颜色,WO3薄膜的光致变色反应机理可用以下方程表示:
WO3+hv→WO3*+e-+h+
h++1/2H2O→H++1/4O2
WO3+xe-+xH+→HxWO3

当WO3薄膜被光辐射时,将产生电子e-和空穴h+,光生电子进入WO3的导带,光生空穴与薄膜表面的吸附水反应,生成H+,然后扩散到WO3内部,导致颜色发生变化。纯粹的WO3薄膜只感应紫外光,因此,对于未经过预处理的WO3初始膜,电子和空穴只能通过紫外光激发产生,当经过阴极极化后,晶格中产生陷阱能级,这些能级处在禁带区域内,能被可见光激发,导致可见光变色。


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电致变色（Electrochromism, EC）是材料在外电场作用下自身颜色发生可逆变化的现象，研究发现许多过渡族金属氧化物具有电致变色特性，这些金属氧化物按着色方式可分为还原过程阴极着色材料（如W、Mo、V、Nb和Ti的氧化物）和氧化过程阳极着色材料（如Ir、Rh、Ni、和Co等氧化物）。其中，WO3是研究得最多的一种阴极着色电致变色材料。

关于WO3薄膜的电致变色机理，目前引用最广泛的就是Faughnan提出的价间跃迁理论，即因外加电场的作用，电子和阳离子矿分别从薄膜两侧同时注入WO3中，电子被W原子俘获形成局域态，金属离子M＋则驻留在此区域形成深蓝色钨青铜化合物MｘWO3＂在ＭｘWO3中存在不同价态的W离子，电子在邻近不同价态W原子之间的跃迁导致WO3薄膜颜色发生变化。其电化学过程如下式所示：WO3(无色) ＋xＭ^＋＋xｅ→MxWO3（深蓝色）

式中M^＋一般为H^＋、Li^＋、Na^＋ 、Ag等，0＜x＜1，例如H^＋注入后形成HxWO3。

利用WO3的电致变色效应，研究人员已将其制备成各种电致变色器件应用于实际生活中。电致变色器件具有许多优良特性，如透光率可在较大范围内连续变化（实用化需达到4:1以上），并可由人工随意调节；驱动电压低（1~2V），且电源简单，耗电省；在显示上无视角限制，有存储功能且存储时不消耗电能等。这些特性使得三氧化钨电致变色材料在光学信息和储存显示器、军事伪装、特种智能窗等方面有着广泛的应用前景。另外，在外加脉冲电压作用下，WO3可以在无色和深蓝色之间可逆变化，因而也可用作光致开关。


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普通的液相烧结是指至少具有两种组分的粉末或压坯在形成一种液相的状态下烧结。其又可分为两类，一类是在整个烧结过程中都有液相存在，而另一类是在烧结的后期液相消失。而钨铜合金电极的烧结属于后者。而相应的活化烧结可分为物理活化烧结和化学活化烧结两个大类。物理活化烧结工艺是依靠烧结温度、施加机械振动、超声波和外应力等周期性的改变来促进烧结过程。

而化学活化烧结还可分为预氧化烧结、改变烧结气氛的成分和含量、添加微量元素以及是用超细粉末、高能球磨粉末进行活化烧结。而本文主要介绍的钨铜电极液相活化烧结法属于添加微量元素的方法。由于高温液相烧结难以获得接近理论密度的高钨钨铜电极，研究人员在制备过程中加入微量的活化元素来提高液相烧结的整体质量，又称活化强化液相烧结。与高温液相烧结相比，其不仅降低了烧结温度，缩短了烧结时间，而且烧结各项性能稳定良好。

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