【摘 要】
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目前,能源短缺的问题已经越来越凸显出来,如何减少建筑能耗也成为人们普遍关注的问题,节能型镀膜玻璃就是一种可以节省现有能源的建筑材料.同时,环境的恶化使得人们关注建筑玻璃的环保性能.本文在对TiN薄膜的节能机理和TiO<,2>的自清洁机理作了全面综述的基础上,提出通过对TiN镀膜玻璃进行热处理使其兼具节能和环保性能的设想. 首先以TiCl<,4>和NH<,3>为原料,以N<,2>为载气和保护气体,采用常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃基板表面制备得到TiN薄膜.将制备得到的TiN薄膜在空气气氛
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目前,能源短缺的问题已经越来越凸显出来,如何减少建筑能耗也成为人们普遍关注的问题,节能型镀膜玻璃就是一种可以节省现有能源的建筑材料.同时,环境的恶化使得人们关注建筑玻璃的环保性能.本文在对TiN薄膜的节能机理和TiO<,2>的自清洁机理作了全面综述的基础上,提出通过对TiN镀膜玻璃进行热处理使其兼具节能和环保性能的设想. 首先以TiCl<,4>和NH<,3>为原料,以N<,2>为载气和保护气体,采用常压化学气相沉积法(APCVD)在玻璃基板表面制备得到TiN薄膜.将制备得到的TiN薄膜在空气气氛中热处理,改变热处理的温度和时间,制备得到TiO<,x>N<,y>,薄膜.运用XRD、FESEM、EDX、电阻测试仪、紫外一可见分光光度计等表征手段研究了热处理温度和时间对TiO<,x>N<,y>薄膜的结晶性能、表面形貌、表面成分、导电能力、光学性能和自清洁性能的影响. 研究结果表明,随着热处理温度的升高,TiN薄膜的氧化程度逐渐增大,热处理后生成的薄膜中N的含量逐渐减少,O的含量逐渐升高.O掺入到TiN的晶格结构中,生成晶格常数较小的TiO<,x>N<,y>面心立方结构.薄膜的表面形貌由狭长片状向针状结构转变,电阻率逐渐升高,在紫外一可见光区的吸收边逐渐蓝移.当热处理温度上升到600℃时,TiN薄膜被完全氧化为TiO<,2>薄膜.同时,随着薄膜中氧含量的升高,薄膜对甲基橙溶液的降解率也逐渐增大,热处理后的薄膜表面呈现出超亲水性,说明热处理后的薄膜具有自清洁性能.热处理时间对氧化后薄膜的性能有着和热处理温度类似的影响,热处理时间的延长也会使得TiN薄膜的氧化程度的加深,进而影响热处理后薄膜的性能. 本文还探讨了热处理后生成的TiO<,x>N<,y>薄膜在高效节能镀膜玻璃领域的应用前景.研究结果表明,在合适的工艺条件下,热处理后的薄膜,在近红外和中远红外光区都有一定的反射率,在可见光区有一定的透过率,可以作为高效节能镀膜玻璃应用.而且此时薄膜在紫外光照射下对甲基橙溶液有一定的降解速率,同时表面呈现出超亲水性,说明此时薄膜兼具了自清洁和高效节能两种性能.本文得到的最佳样品的制备工艺条件为:FiN薄膜的表面热处理温度为400℃,热处理时间为60min.此时的薄膜在近红外光区的反射率可以达到60﹪,在中远红外光区的反射率可以达到68﹪,在可见光区的透过率可以达到30﹪,可以用作高效节能薄膜.在此条件下制备得到的样品表面呈现超亲水性,经过180min的紫外光照射,薄膜对甲基橙溶液的降解率可以达到57﹪,说明薄膜表面具有白清洁能力.达到了预期的集成高效节能和自清洁性能于一体的目的.
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