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钒氧化物微晶玻璃合成及相调控的前期探索研究(6)

时间:2021-11-13 11:04来源:毕业论文
(3)有机溶胶-凝胶法:利用有机化合物经过溶胶、凝胶固化后,再经热处理形成固体化合 物。工艺步骤包括熔融、涂膜、烘干、真空热处理。袁宁一等

(3)有机溶胶-凝胶法:利用有机化合物经过溶胶、凝胶固化后,再经热处理形成固体化合 物。工艺步骤包括熔融、涂膜、烘干、真空热处理。袁宁一等[21]将 V2O5 熔体急淬于水中制成 溶胶再使用旋涂法制取 V2O5 薄膜,接着在真空中热处理获得 VO2 薄膜。这种方法的优势是 操作简单、成本低廉、适合大面积成膜,但制得的薄膜致密性差、且容易开裂、厚度不好控 制。

(4)脉冲激光沉积:PLD 是指在真空条件下利用激光对靶材进行轰击,靶材表面的原子或分 子被轰击出来并沉积在衬底表面上。赵萍等[22]利用脉冲激光沉积技术在 1。33Pa 的氧分压下, 600℃沉积 15min 成功制得了单相的 VO2 薄膜。这种技术的优势是制得的薄膜纯度高、表面 平坦、厚度易于控制,但不适合大面积薄膜的制备。论文网

1。3 微晶玻璃

1。3。1  微晶玻璃简介

微晶玻璃,又名玻璃陶瓷,是通过对基础玻璃在一定温度下受控晶化而制成的含有大量

第 6  页 本科毕业设计说明书

结晶相和玻璃相组成的密实均匀的新型复相材料[23]。微晶玻璃具有玻璃和陶瓷的双重特性, 故其性能参数比同类的玻璃和陶瓷要优越。它往往有较高的硬度和强度、优异的化学稳定性 和抗热冲击性等优点。功能微晶玻璃在材料制备初期就进行了控制,通过组成的优化设计可 以得到先进的电学、光学等功能,这些先进的功能可以应用于科学前沿领域[24-25]。

1。3。2  微晶玻璃的制备

微晶玻璃最常用的制备方法有以下三种:

(1)熔融析晶法 其工艺包括基础玻璃块制备和热处理析晶[26],具体工艺流程如图 1。2:

图 1。2 熔融析晶法工艺流程图

这种方法的优势是产品致密度高、易于成型,缺点是高熔点成分会使玻璃熔融温度提高 从而使成本变得昂贵。

(2)粉体烧结法 其工艺包括制备基础玻璃粉和粉体烧结[27]。熔融

 

图 1。3 粉体烧结法工艺流程图

和熔融析晶法相比,粉末烧结法容易析晶、可以有效地控制晶粒尺寸和含量,而且易于 添加色料进行配色。

(3)溶胶-凝胶法 其工艺包括凝胶制备和热处理析晶[28],具体工艺流程图如下:

溶胶-凝胶法工艺流程图

溶胶-凝胶法是低温制备微晶玻璃的一种新工艺,与熔融法和烧结法不同。溶胶-凝胶法 在材料制备初期就进行控制,材料的均匀性可以达到纳米甚至分子级别。缺点是时间周期长 且产品尺寸精度低。

1。3。3 光学微晶玻璃的应用

(a)微晶玻璃建材 微晶玻璃建材由于具有异常突出的性能特点,例如纹理清晰、色彩艳丽、机械强度高、

耐腐热好、电绝缘性好等[29],所以被广泛应用于建筑当中。微晶玻璃建材可用作装饰材料、 墙体材料、地板覆盖材料,并且逐渐替代普通陶瓷、石棉水泥制品,故普及程度愈来愈高。

(b)光纤放大器 光纤通信的发展对光纤放大器提出了更高的要求,要有更低的损耗,稀土激发态的寿命

更长等。而氟氧微晶玻璃的声子能量较低,能接纳更多的稀土离子掺杂[30],所以大大降低了 多声子松弛效应,提高了稀土离子的能量传递效率,使得氟氧微晶玻璃在光纤放大器领域有 潜在应用价值。

1。4 VO2 微晶玻璃及其制备方法

目前,很少研究者设想将 VO2 与微晶玻璃结合起来,在玻璃中析出 VO2 微晶从而获得 VO2 微晶玻璃。VO2 微晶玻璃如果能综合微晶玻璃的优势和 VO2 优异的相变性能,那将能解 决 VO2 薄膜易老化、经常更换等问题。VO2 微晶玻璃的制备方法主要有复合烧结法、离子注 入法、溶胶-凝胶法,本人对不同的制备方法及相关问题进行了概括和分析。 钒氧化物微晶玻璃合成及相调控的前期探索研究(6):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_84788.html

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