氧化釩基薄膜的磁控濺射制備和光學(xué)性能優(yōu)化.pdf

1、節(jié)能環(huán)保等功能建筑材料已成為全球性問題。據(jù)統(tǒng)計，采暖、制冷和采光所使用的能源所占建筑物總能耗的份額，目前在中國約達(dá)30％，而在英國等歐洲地區(qū)則高達(dá)40%以上。節(jié)能鍍膜玻璃是通過制備適當(dāng)?shù)哪は祦砜刂坪屠锰柟鉄彷椛湟詫?shí)現(xiàn)建筑節(jié)能。目前市場上的主要節(jié)能玻璃為低輻射玻璃，但是這種節(jié)能玻璃具有使用區(qū)域有限且不能對光的入射智能調(diào)控的缺點(diǎn)，氧化釩智能窗則可以克服這些局限性，是更理想的節(jié)能建筑窗材料。針對熱致色變 VO2薄膜的可見光透過率低、相變溫

2、度偏高等問題，本文采用制備超薄薄膜復(fù)合低輻射膜層的方式來解決上述問題。
　　在本文中，我們采用直流磁控濺射和射頻磁控濺射相結(jié)合的方式來制備氧化釩薄膜、摻雜氧化釩薄膜以及低輻射-氧化釩復(fù)合膜系的玻璃。在這里我們的思路是通過對薄膜的厚度和孔隙率等條件的優(yōu)化，使薄膜同時具有高透過和降低的相變溫度等特點(diǎn)。針對超薄膜層的紫外輻射和紅外輻射較高的缺點(diǎn)，我們利用低輻射膜層進(jìn)行復(fù)合以降低薄膜的輻射率。研究過程中我們利用了XRD、SEM、變溫透過等

3、不同的測試手段對所制備的薄膜的光學(xué)透過、微觀結(jié)構(gòu)等不同的性能進(jìn)行了測試與表征，得出如下結(jié)論:
　　1.不同濺射時間和退火工藝參數(shù)的控制對薄膜的整體性能有著至關(guān)重要的影響。通過工藝參數(shù)的優(yōu)化，我們成功制備出了具有良好可見透過和良好紅外調(diào)控能力的氧化釩薄膜，優(yōu)化后的工藝為濺射時間為1.5min、退火溫度450℃、退火真空度100Pa、升溫速率5℃/min、保溫時間0.5h，該薄膜可見透過達(dá)到了到70%以上，同時高低溫相2000nm處透

4、過率差值達(dá)到44%，
　　2.通過W元素的引入，薄膜的相變溫度得到明顯降低，其中摻雜0.5%的薄膜的相變溫度降低至44℃。
　　3.針對薄膜厚度降低產(chǎn)生的紅外輻射率較高和紫外輻射率提高的問題，我們選擇用低輻射玻璃進(jìn)行復(fù)合以降低薄膜的整體輻射率，并研究了不同的復(fù)合結(jié)構(gòu)對薄膜的紅外調(diào)制能力和可見透過等性能的影響，以期找出性能最優(yōu)的復(fù)合方式。通過測試發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)第一種復(fù)合方式雖然能有效降低薄膜整體的輻射率，但薄膜后的紅外調(diào)控能力以及可