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解讀建筑節(jié)能用調(diào)光玻璃技術(shù)

來源:中國幕墻網(wǎng) 2018/4/12 13:36:13

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  1.3電致調(diào)光玻璃的研究現(xiàn)狀

  在眾多電致變色材料中,陰較變色材料非晶氧化鎢的研究趨于實(shí)用,反電較一般采用與電致變色層互補(bǔ)的另一種電致變色材料,即如果變色層為陰較電致變色材料,則反電較用陽較電致變色材料。在外加電壓作用下,陰較、陽較將會(huì)同時(shí)著色和退色,從而使著色態(tài)顏色更深而退色態(tài)透光率更高。這種互補(bǔ)變色的典型組合是WO一NiO,WO在還原態(tài)下著色,NiO在氧化態(tài)下著色,因而可使變色加深。同樣,當(dāng)WO處于氧化態(tài)時(shí),NiO為還原態(tài),從而可產(chǎn)生出高透過率的玻璃。離子導(dǎo)體層通常采用固態(tài)膜,因?yàn)殡m然液體電解質(zhì)有響應(yīng)速度快、制作簡單等優(yōu)點(diǎn),但也有難以封裝、液體泄漏等弊端,無實(shí)用價(jià)值。Li離子是直徑小的金屬離子,傳輸性能較穩(wěn)定,因此,¨離子固體導(dǎo)體受到人們的較大關(guān)注。LiF、LiA1F4、Li N、LiA1C1等¨離子導(dǎo)體薄膜均具有較好的性能。

  電致調(diào)光玻璃中使用多的透明導(dǎo)電膜為含銦氧化錫(ITO)和含氟或銨的氧化錫(FrO或ATO)。對(duì)于大規(guī)格的電致調(diào)光玻璃來說.透明導(dǎo)電膜必須具有較低的薄膜電阻,以從玻璃邊緣到中心減少電壓降。就玻璃窗的實(shí)際規(guī)格來說,薄膜電阻應(yīng)小于20 m:

  2、熱致調(diào)光玻璃

  2.1熱致調(diào)光玻璃的工作原理

  熱致調(diào)光玻璃通常是由普通玻璃上鍍一層可逆熱致變色材料而構(gòu)成。經(jīng)過幾十年的研究和發(fā)展.人們已經(jīng)開發(fā)出了無機(jī)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系、聚合物及生物大分子等各種可逆熱致變色材料。但是,對(duì)于調(diào)光玻璃來說,變色溫度要處于低溫區(qū)才具有實(shí)用價(jià)值。在眾多可逆熱致變色材料中,以釩的氧化物為基礎(chǔ)的薄膜涂層是人們研究的熱點(diǎn)。其中,VO是人們感興趣的氧化物,因?yàn)樗南嘧儨囟?q'C)是68℃,在實(shí)際應(yīng)用中具有重要意義。當(dāng)溫度低于68℃時(shí),VO呈單斜晶系結(jié)構(gòu);溫度高于68℃時(shí),呈四方晶系結(jié)構(gòu)。由于晶系結(jié)構(gòu)的變化,VO的光學(xué)性質(zhì)發(fā)生了很大的變化,而且這種變化是可逆的。圖3是VO薄膜相變前后透過率和反射率在太陽光譜范圍內(nèi)的變化情況。

  VO薄膜實(shí)用化的前提條件是將其相變溫度由68℃降至接近室溫。實(shí)驗(yàn)證實(shí),相變溫度隨薄膜的制取方法和工藝而變化,另外還可以使用摻雜技術(shù)、氟化技術(shù)或降低表面應(yīng)力的方法來降低薄膜的相變溫度。通常所用的摻雜元素有鈮、鉬、鎢等。F.C.Case通過摻雜0.9%的鎢鍍制了相變溫度為38℃的VO薄膜。

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  2.2熱致調(diào)光玻璃研究新進(jìn)展

  多年來,人們一直致力于低溫?zé)嶂抡{(diào)光玻璃的研發(fā),并取得了可喜的成果。美、德、英等國先后研制了一種新型低溫(20℃~50℃)熱致調(diào)光材料。這種新型熱致調(diào)光材料包含至少兩種折射系數(shù)不同的物質(zhì)。在溫度較低時(shí),這些物質(zhì)靠分子間的作用力在分子水平上混合,達(dá)成均一相,此時(shí)材料透明:隨著溫度升高,分子熱運(yùn)動(dòng)加劇,當(dāng)溫度升高到某一特定值時(shí),發(fā)生相分離,形成無數(shù)個(gè)細(xì)微顆粒.對(duì)入射光造成強(qiáng)烈散射,因?yàn)榇蟛糠止饩被漫反射,故此時(shí)材料變成不透明的白色。

  這種新型熱致調(diào)光材料可分為兩種,一種是云膠(水凝膠),另一種是聚合物的混合物。將云膠封于玻璃夾層中可制成熱致調(diào)光玻璃,并且制成的調(diào)光玻璃因光學(xué)性能好、響應(yīng)速度快而備受人們關(guān)注。云膠是由水和一種聚合物在低溫時(shí)形成的均相交聯(lián)凝膠,當(dāng)溫度升高到某一特定值時(shí),云膠發(fā)生相分離.聚合物組分形成無數(shù)個(gè)尺寸和入射光波長相當(dāng)?shù)念w粒,散射入射光,見圖3。

  日本富士XEROX公司則解析并且模仿烏賊和章魚等頭足綱動(dòng)物色素變色機(jī)理研制了一種顏料。把高濃度的顏料包裹在一種高分子凝膠體微粒中,常溫狀態(tài)下,光線通過;溫度升高時(shí),包裹著顏料的高分子凝膠體體積膨脹大約30倍,遂遮住陽光。

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