پوشش تركيبات ترموكروميك بر پايه¬ي اكسيد واناديم با روش سل-ژل روي شيشه

كارشناسي ارشد

چكيده: پوشش¬هاي ترموكروميك از جمله پوشش¬هاي هوشمندي هستند كه عمدتا از جنس VO2 مي‌باشند و قابليت تغيير در ميزان عبور نور با تغيير دما دارند، به نحوي كه با افزايش دما از دماي استحاله¬ي اين پوشش، ميزان عبور امواج IR به طور چشمگيري كاهش مي¬يابد. هدف از اين پژوهش، سنتز پوشش ترموكروميك از جنس VO2 روي شيشه¬ي سودا لايم با روش سل-ژل بوده است. در ابتدا، سل¬هايي بدون افزودني و حاوي 1 و 2 درصد وزني افزودني تنگستن تهيه شدند. نتايج آزمون تفرق ديناميك نور اين سل¬ها بيانگر وجود ذراتي nm 147 در سل¬ها بود. سپس در شرايط مختلف اتمسفري، سعي شد تا پودر VO2 با خلوص بالا تهيه شود. الگوهاي پراش پرتو ايكس در دماي محيط و همچنين °C100 نشان از استحاله¬ي رخ داده در اين پودر مي¬دهد. با استفاده از روش ويليامسون-هال نيز كرنش شبكه¬اي محاسبه شد و مشاهده گرديد كه كرنش شبكه براي پودر بدون افزودني در حدود 0072/0، براي پودر حاوي wt% 1 تنگستن برابر 0143/0 و براي پودر حاوي wt% 2 برابر 0387/0 است. پس از تهيه¬ي پودر پوشش¬دهي سل¬هاي تهيه شده روي شيشه با استفاده از دستگاه پوشش¬دهي دوراني صورت گرفت و با توجه به آناليز پراش پرتو ايكس از سطح پوشش مشخص شد كه فازهاي VO2 و V6O13 روي پوشش ايجاد شدند. نتايج آزمون اسپكتروفوتومتري نشان داد كه ميزان عبور طيف نوري از پوشش بدون افزودني در دماي محيط از حدود % 70 در طول موج nm 400 به حدود % 75 در طول موج nm 1100 افزايش مي¬يابد. نتايج اين آزمون براي پوشش حاوي wt% 2 افزودني تنگستن نيز نشان داد كه ميزان حداكثر شفافيت به % 35 كاهش يافت و از طول موج nm 600 به بعد كاهش ميزان عبور مشاهده شد. همچنين با افزايش درصد تنگستن از صفر به 1 و سپس 2 درصد وزني، اندازه‌ي كريستاليت¬ها از حدود nm 50 به nm35 و در نهايت به nm 25 كاهش مي¬يابد. نتايج آزمون طيف نفوذي انعكاسي نيز بيانگر كاهش انرژي باند ممنوعه از حدود eV 7/1 براي پوشش بدون افزودني به eV 5/1 براي پوشش حاوي wt% 1 افززودني تنگستن است. نتايج آزمون بيضي سنجي نيز نشان داد كه ضخامت پوشش تهيه شده در حدود nm 53 است. نتايج تست مقاومت سنجي نيز نشان دادند كه مقاومت در دماي اتاق در حدود KΩ 400 و در دماي °C 100 در حدود Ω 200 است. نتيجه¬ي تست DSC نيز نشان¬دهنده¬ي دماي استحاله¬اي در حدود °C 68 است. واژه‌هاي كليدي: سل-ژل ، ترموكروميك، فاز VO2، درصد عبور نور، باند ممنوعه.

189391

دانشگاه علم و صنعت ايران

سراميك

دكتر بيژن افتخاري يكتا – دكتر سيدمحمد ميركاظمي