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调光玻璃的热致变色原理

2022-08-27 14:31:59

调光玻璃通常是由普通玻璃上镀一层可逆热致变色材料而构成。经过几十年的研究和发展,人们已经研发出了无机、有机、聚合物及生物大分子等各种可逆热致变色材料。但是,对于调光玻璃来说,变色温度要处于低温区才具有实用价值。在众多可逆热致变色材料中,以钒的氧化物为基础的薄膜涂层是人们研究的热点。其中,VO 是人们最感兴趣的氧化物,因为它的相变温度(q'C)是68℃,在实际应用中具有重要意义。当温度低于68℃时,VO 呈单斜晶系结构;温度高于68℃时,呈四方晶系结构。由于晶系结构的变化,VO 的光学性质发生了很大的变化,而且这种变化是可逆的。

VO 薄膜实用化的前提条件是将其相变温度由68℃降至接近室温。实验证实,相变温度随薄膜的制取方法和工艺而变化,另外还可以使用掺杂技术、氟化技术或降低表面应力的方法来降低薄膜的相变温度。通常所用的掺杂元素有铌、钼、钨等。F.C.Case通过掺杂0.9%的钨镀制了相变温度为38℃ 的VO 薄膜。

多年来,人们一直致力于低温热致调光玻璃的研发,并取得了可喜的成果。美、德、英等国先后研制了一种新型低温(20℃~50℃)热致调光材料。这种新型热致调光材料包含至少两种折射系数不同的物质。在温度较低时,这些物质靠分子间的作用力在分子水平上混合,此时材料透明:随着温度升高,分子热运动加剧,当温度升高到某一特定值时,发生相分离,形成无数个细微颗粒.对入射光造成强烈散射,因为大部分光线被漫反射,故此时材料变成不透明的白色。


调光玻璃的热致变色原理

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