磁控溅射WO3薄膜的电致变色机理研究

在不同氧分压条件下对WO3粉末靶进行磁控溅射,在ITO导电玻璃基底上沉积得到WO3薄膜.分析发现,当氧分压O2:Ar为1:10的时,WO3薄膜的显微组织均匀细密,薄膜原态的透光率可达88%.将WO3薄膜作为不同电极在LiClO4溶液中进行电色反应,发现着色态透光率在紫光区可达41%,在整个红外区透光率最高不过25%;而漂白态在紫光区可达85%,在整个红外区透光率在82%左右.采用XPS光电子能谱研究了WO3薄膜的电致变色机理,发现遵循典型的双离子注入模型.     

直流反应溅射制备NiO_x薄膜及其电致变色机理研究

采用直流反应溅射在ITO导电玻璃上沉积了NiOx薄膜,研究了O2流量对其光学和电致变色性能的影响,利用XRD、SEM和XPS对薄膜的微结构和成分进行了表征.通过循环伏安特性曲线和可见光透射谱对样品的电化学和电致变色性能进行了研究,并且讨论了NiOx薄膜成分与电致变色性能之间的关系.研究发现反应溅射制备的NiOx薄膜是Ni2+和Ni3+混合价态,颜色为淡棕色,随着薄膜中Ni3+成分增加,薄膜颜色变深,调色范围有减小的趋势.NiOx薄膜表现出阳极电致变色特征,作者认为其电致变色的行为是由于Li+和OH-在薄膜中的注入和拉出引起的Ni2+和Ni3+发生转化所致.     

电致变色器件中WO3薄膜高温环境性能退化机理

目的研究ITO/WO_3/LiTaO_3/NiO_x/Al反射式无机全固态薄膜中WO_3薄膜在高温环境中的性能退化机理。方法采用直流反应磁控溅射法制备电致变色器件和WO_3单层薄膜,并进行高温加热试验。对电致变色整体器件进行反射率变化量的测试,对WO_3薄膜进行微观结构分析和电化学循环特性分析。结果电致变色器件经不同温度加热后,350℃以下,反射率变化量下降不明显,350℃以上反射率变化量明显降低,WO_3薄膜发生了非晶结构向晶体结构的转变。WO_3薄膜的电化学循环特性为:随着加热温度的升高,电致变色响应时间增大,350℃以上,响应时间急剧增大,电致变色性能降低明显,但电致变色循环稳定性更好。结论 WO_3薄膜疏松多孔的非晶结构能提供更多的离子(电子)注入和传输通道,电致变色性能更好,但疏松多孔结构循环稳定性较差。致密的晶体结构因通道闭合,离子(电子)不易注入和传输,电致变色性能较差,但致密结构循环稳定性较好。     

不同溶胶-凝胶镀膜技术制备的电致变色WO3薄膜的影响

研究了不同溶胶-凝胶镀膜技术对电致变色WO3薄膜的影响.采用过氧化聚钨酸法配制溶胶,然后通过脉冲电泳沉积和浸渍提拉两种镀膜技术在ITO导电玻璃基底上分别制备WO3薄膜,对比研究了薄膜的微观形貌、结构、光学和电化学性能.结果表明,两种镀膜技术制备的薄膜均为非晶态且厚度相近,约为252 nm;在可见光范围内,脉冲电泳沉积制备的薄膜的光学调制幅度可达80％,比浸渍提拉制备的薄膜高25％;与浸渍提拉法相比,脉冲电泳沉积制备的薄膜具有更高的电化学活性、更快的响应时间和相对低的循环可逆性.     

氧化钨电致变色薄膜的XPS分析

采用射频磁控溅射工艺,在柔性PET衬底上低温制备电致变色WOx/ITO/PET多层薄膜;利用X射线光电子能谱(XPS)分析所制备薄膜的着、退色态中W元素的价态以及O元素的化合环境.结果表明:WOx薄膜着色态中存在W6 和W5 的混合价态,而在退色态中W元素的化合价仅为W6 ;钨离子的不同价态和氧离子的不同化合环境的变化与WOx薄膜的电致变色机制密切相关.     

柔性衬底WOx-Mo薄膜电致变色性能研究

采用射频磁控溅射工艺,在镀有ITO薄膜的柔性PET衬底上低温制备WOx-Mo薄膜,利用电化学工作站测试薄膜的循环伏安曲线和计时电流曲线来分析薄膜的电致变色性能.结果表明:随Mo掺杂量的增加,薄膜的氧化峰峰位往电压正方向移动,并且氧化峰电流峰值增加,薄膜着色响应时间缩短,退色时间延长.当Mo掺杂量为15.4%时,着色时间最短达到4.53 s,退色时间最长达到9.8 s.薄膜的可逆性与电荷在薄膜中的滞留量有关,在Mo掺杂量为7.6%时,薄膜可逆性最好,达到51.2%左右,电荷滞留量为2.4E-3C.     

ITO/PET衬底上掠射角溅射沉积WO3薄膜及其电致变色性能

采用直流磁控反应溅射法,以不同掠射角度在ITO/PET衬底上沉积WO3薄膜。利用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）和能谱仪（EDS）对WO3薄膜表面和断面的形貌及化学组成进行表征;利用电化学工作站和紫外分光光度计对WO3薄膜的电化学性能和光学性能进行分析。结果表明,当掠射角60时,薄膜表面形成类似于山峰状形貌,断面为纳米斜柱状结构,该结构有利于离子和电子的迁移。当掠射角=80时,沉积的WO3薄膜具有最快离子扩散速率和最大光调制幅度,着色效率达到27.05cm2/C。同时,薄膜还表现出快速响应和良好循环稳定性。     

ITO／WO3／LiTaO3／NiOx／ITO全固态电致变色器件的制备及性能研究

利用磁控溅射法在不同流量的液氮低温冷却的条件下在ITO玻璃上制备WO3、LiTaO3、NiOx、ITO薄膜,5层薄膜组成ITO/WO3/LiTaO3/NiOx/ITO全固态电致变色器件.采用XRD、SEM、可见光分光光度计等测试手段进行对比分析.结果发现:低温制备的WO3薄膜为非晶态结构,在可见光范围内漂白态和着色态的平均透射率差△T可以达到70%以上.LiTaO3薄膜表面的颗粒度比较小,结构致密,其厚度对整个器件的光学性能有一定影响,在可见光范围内平均透射率达到95%.在低温条件下制备的NiOx薄膜比常温沉积的薄膜会提供更多的Ni2 离子参与变色反应.该器件显示出较好的电致变色特性.     

化学溶液沉积法制备WO3•2H2O薄膜及其电致变色性能

目的研究具有不同微观结构的WO_3·2H_2O薄膜的电致变色性能。方法采用化学溶液沉积法在FTO玻璃上制备WO_3·2H_2O薄膜,通过加入不同的形貌控制剂(柠檬酸或草酸铵),制备不同纳米结构的WO_3·2H_2O薄膜。采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析薄膜的成分结构和微观形貌,利用紫外可见光分光光度计对薄膜在波长为200～1000nm范围内的透光性进行研究,并通过电化学工作站对薄膜进行电化学性能分析。结果采用柠檬酸作为形貌控制剂制备的WO_3·2H_2O薄膜的透光性高达82%左右,其在着色和褪色状态的透过率差值为36.2%。通过添加柠檬酸或草酸铵作为形貌控制剂制备的WO_3·2H_2O薄膜均呈现出纳米片状结构,纳米片的厚度分别为5～15 nm和50～60 nm,但是采用柠檬酸制备的WO_3·2H_2O具有较多的间隙和裂缝,使其表现出了较好的电致变色性能。结论具有间隙和裂缝的纳米WO_3·2H_2O薄膜增加了薄膜与电解质的接触面积,减少了离子扩散的路径距离,更小的纳米结构可以提供更多的化学活性位点,从而表现出较好的电致变色性能。     

溶胶复合提高WO3气致变色薄膜氢敏特性

本文制备了一种WO3-TiO2-SiO2溶胶,通过浸渍提拉法制备了适用于室温下的光学氢敏薄膜。采用FT-IR, SEM, TEM, AFM,XPS以及紫外-可见-近红外光谱对复合薄膜的结构及气致变色性能进行了表征。尽管TiO2并没有复合到薄膜中,但其在溶胶中引导了新的WO3颗粒的生成。这种颗粒分布在薄膜表面使得其表面粗糙度得到提高。气敏测试显示复合薄膜较未复合薄膜拥有更好的气敏性能。这种提升应当来源于WO3颗粒带来的更高的表面粗糙度。     

高透光氧化硅涂层的低温制备及微观结构调整

目的提供一种在真空装饰领域能够广泛应用的具有防护、功能性的氧化硅涂层制备方法,为具体应用中涂层工艺参数的选择提供指导。方法采用PECVD技术,通过改变O2与HMDSO配比,低温制备具有不同微结构的氧化硅涂层。采用扫描电镜观察涂层的表截面微观形貌,采用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、激光共聚焦拉曼光谱仪分析涂层的微结构及成分,采用紫外分光光度计表征涂层透光性,采用纳米压痕仪表征涂层的力学性能,采用接触角仪表征涂层的表面润湿性。结果所制备的氧化硅涂层表面光滑,结构致密。随反应气体中O2配比的增加,涂层结构由Si O逐渐过渡为Si O2,并掺杂有少量非晶碳,其光学透过率增加,力学性能下降,亲水性增加。当碳含量最低时,涂层具有最优异的透光性及最好的亲水性,在全可见光波段范围内透过率接近100%,与水接触角为45.38°;当碳含量最高时,涂层具有最优异的力学性能,硬度为13.5 GPa,H/E为0.11。结论采用PECVD方法能够在低温下获得光学透明、具有一定硬度、表面易清洁的氧化硅涂层,通过气体控制能够对涂层微结构及性能进行调节,从而适用于不同需求的功能装饰。     

钛基金属氧化物阳极的耐用性研究进展

本文较全面地介绍了钛基金属氧化物阳极失效的几个主要原因:涂层溶蚀、涂层剥落、钛基体钝化、涂层"毒化"、机械损坏、不合理的工况条件等;并根据目前国内外采取的措施进行归纳和总结,提出了提高钛基金属氧化物阳极寿命的对策,为电化学稳定性更高的新型金属氧化物阳极的研制提供思路。     

ZAO/WO3/PAMPS/ZAO全固态电致变色薄膜器件的制备和性能研究

采用直流反应磁控溅射法制备ZAO薄膜和WO3薄膜,PAMPSS-Li 作为离子储存层和离子导电层,ZAO薄膜作为对电极,制备成ZAO/WO3/PAMPS/ZAO电致变色器件.运用XRD、SEM、可见分光光度计、伏安特征曲线分别对薄膜的晶体结构、成分、微观表面形貌、透射光谱特性及电致变色性能进行分析,探讨了WO3薄膜的电致变色性能和微观结构之间的关系.结果表明:PAMPS-Li 离子胶体是一种很好的离子储存层和离子导电层.实验中全固态电致变色薄膜器件在可见光范围内着色态和褪色态平均透光率差值高达50%以上.     

基于细观处理的金属粉末成形中裂纹预测的损伤力学算法

介绍了金属粉末成形中裂纹的种类及成因，从理论和应用上详细论述了基于细观处理的损伤力学方法在金属粉末成形中裂纹预测中的应用。分析了这种方法的优缺点。提出了指导性意见。     

Predicting Oxide Spallation from Sulphur-Contaminated Oxide/Metal Interfaces

The deleterious effect of sulphur contamination on oxide spallation has been well demonstrated experimentally. The present paper attempts to account for this using finite-element modelling of crack growth along a sulphur-contaminated interface during cooling. Sulphur reduces the intrinsic work of adhesion, W_ad, of this interface and, it is suggested, this is equivalent to reducing the characteristic fracture stress for that interface. It is shown that this approach does predict the typical trends in S-bearing alloys of spallation after shorter exposure times. A significant result is that the effective fracture energy for spallation, γ_eff, reduces with increasing sulphur contamination but is always 1–2 orders of magnitude larger than W_ad. This high value for γ_eff arises because of creep relaxation within the alloy. Sulphur does not affect this process directly but reduces the extent of creep relaxation in a cooling transient by initiating spallation at a smaller value of temperature drop.     

泡沫金属材料可压缩塑性力学研究进展

对泡沫金属材料的连续本构模型与可压缩性塑性力学进行了评述,并介绍了根据J2流动理论得到的可压缩塑性力学的本构关系,以及该本构关系在求解泡沫金属材料平面应力裂纹缓慢扩展问题中的应用,并将所得结果与一般幂硬化材料中的相应结果进行了比较,从而在一定程度上揭示了可压缩塑性力学与经典塑性力学之间的关系.     

液态模锻力学成形理论的研究

液态模锻既是一个物理化学（凝固）过程，亦是一个力学成形（塑性变形、强制补缩）过程，两者的复合，便形成了液态模锻自身理论。本文重点放在力学成形过程方面，力图利用金属塑性加工理论，结合液态模锻本身的特点，从理论和试验的结合，计推液态模锻力学成形理论的最新研究成果。     

一维纳米金属氧化物的研究现状

综述了一维纳米金属氧化物纳米材料的常用制备方法,并在此基础上进一步阐述了ZnO纳米管、纳米线,TiO2纳米管和Al2O3纳米线的性能与制备.介绍了其他几种纳米氧化物的研究现状;提出了一维纳米金属氧化物制备过程中存在的问题,并对今后的研究方向作了展望.     

制备金属超细粉体新型雾化装置的研究

以气雾化、超声雾化和电荷表面效应及射流等技术为基础,将固体雾化与电场效应相结合,采用拉瓦尔喷嘴和分段式导液管以及电场分散技术,设计了一种新型的固体与电场复合作用的二流雾化装置。通过对63 A焊锡合金进行空气无惰性气体雾化实验,经光学粒度分析仪和纳米粒度及Zeta电位分析仪检测分析,其结果表明：粒径小于8μm的已达75%,平均粒径为1.761 2μm,粒径分布曲线中的第一波峰值达到500 nm左右,比现有报道的粒径分布曲线第一波峰值减小了一个数量级。该复合雾化装置能够有效减小雾化粉体的粒径,提高了粉体的均匀性、收得率和纯度,雾化效果显著,为高效、低耗制备高质量的超细微金属粉体提供了有力的技术支持,推广应用前景良好。