紅外敏感材料的研制及相應(yīng)特性的研究.pdf

1、分類號TB33密級UDC學位論文紅外敏感材料的研制及相應(yīng)特性的研究（題名和副題名）王波（作者姓名）指導(dǎo)教師姓名吳志明吳志明教授電子科技大學電子科技大學成都（職務(wù)、職稱、學位、單位名稱及地址）申請學位級別碩士碩士專業(yè)名稱材料物理與化學材料物理與化學論文提交日期2006.5論文答辯日期2006.6學位授予單位和日期電子科技大學電子科技大學答辯委員會主席李偉教授教授評閱人2006年5月日注1注明《國際十進分類法UDC》的類號摘要I摘要VO2是

2、一種相變型金屬氧化物，隨溫度的升高，在相變溫度（TC=68℃）發(fā)生從低溫單斜結(jié)構(gòu)向高溫四方金紅石結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變，同時，伴隨著電阻率和紅外光透過率的突變。這一特有的性質(zhì)使VO2在眾多領(lǐng)域具有好的應(yīng)用前景，如VO2薄膜材料用于紅外成像、制導(dǎo)、資源探測、自動調(diào)節(jié)溫度的自能窗等。近年來的研究發(fā)現(xiàn)納米VO2材料可顯著減小相變時的應(yīng)力，其電阻突變量和光透過率均增加。與薄膜材料相比，它具有更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。有機物與納米VO2粉體的復(fù)合可使制膜更方便，適合

3、制備較大面積的膜。因此納米VO2復(fù)合材料的制備以及相應(yīng)物理性能的研究具有很強的理論性和實用性。隨著紅外探測技術(shù)被越來越多地應(yīng)用于預(yù)警、制導(dǎo)、紅外成像、紅外激光雷達、資源探測、光譜探測、工業(yè)探傷、大氣環(huán)境監(jiān)控、醫(yī)學等軍用和民用領(lǐng)域，各國對提高紅外探測系統(tǒng)的核心部件——紅外探測器性能的研究也越來越關(guān)注。因此，本文對石墨作為紅外熱釋電探測器吸收層的相關(guān)研究具有非常實際的意義。本文首先利用化學氧化法制備了PEDT（聚（3，4乙撐二氧噻吩））薄膜

4、，探討了工藝條件對膜質(zhì)的影響，并測試了PEDT的電阻溫度特性，以掃描電子顯微鏡（SEM）觀察膜的表面形貌，為納米VO2PEDT復(fù)合膜的研制做好了鋪墊。然后，以溶液共混法制備納米VO2PEDT復(fù)合膜，其電阻溫度特性的測試結(jié)果表明，復(fù)合膜在35℃45℃溫區(qū)存在電阻突變現(xiàn)象，突變量達一個數(shù)量級，表現(xiàn)出典型的VO2的阻溫特性。通過復(fù)合膜等效電阻的理想模型討論，可以知道當復(fù)合膜中的電阻以串聯(lián)結(jié)構(gòu)為主時，復(fù)合膜主要表現(xiàn)出高電阻相的特性；若以并聯(lián)結(jié)構(gòu)

5、為主，則表現(xiàn)低電阻相的電阻特性。探討了在制備過程中所使用的離心分散、超聲分散和磁力攪拌三種分散方式對復(fù)合膜性能的影響。最后的測試結(jié)構(gòu)表明：離心分散法得到的膜在阻溫特性上最接近理想模型的計算結(jié)果。超聲分散法制備的膜阻值較高。而以磁力攪拌法制備的膜在相變溫度上向低溫區(qū)移動。制備了石墨層作為熱釋電薄膜探測器的紅外吸收層，掃描電鏡觀察表明石墨為蠕蟲狀晶體結(jié)構(gòu)。測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)石墨層對PVDF（聚偏氟乙烯）膜的飽和極化強度和矯頑場有非常明顯的影響。飽