电致变色氧化钨薄膜结构与性能研究

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1、电致变色氧化钨薄膜结构与性能研究目录第一章前言21.1氧化钨材料简介21.2氧化钨薄膜的制备21.3本课题主要研究内容2第二章实验方法42.1实验过程及仪器介绍42.1.1XRD分析42.1.2TEM分析42.1.3SEM分析62.1.4EDS分析6第三章实验结果与分析83.1XRD分析83.2TEM分析83.3SEM分析93.4光性能测试103.5能谱测试(EDS)12参考文献1416百手起驾整理为您电致变色氧化钨薄膜结构与性能研究第一章前言氧化钨薄膜具有优异的电致变色、光致变色、热致变色、气致

2、变色和光催化性能，应用前景十分宽阔[1]。在不同应用领域，对氧化钨薄膜的各项性能有不同要求。虽然关于氧化钨薄膜的研究已经十分广泛和细致，但是在实际使用过程中还存在着各种问题，各项研究工作还需要进一步深入进行。1.1氧化钨材料简介三氧化钨的结构跟温度有很大的关系：它在7400C以上为四方晶系，330～7400C为正交品系，17～3300C为单斜品系，-50～170C为三斜品系。其中单斜结构最常见，其空间群为P21／n。WO3黄色斜方晶体。加热时颜色变深。密度7.16。熔点1473℃。不溶于水和酸（除

3、氢氟酸），能缓慢地溶于浓碱溶液。氧化钨一部分用于生产化工产品，如油漆和涂料、石油工业催化剂等；但氧化钨是一种中间产品，大量的氧化钨被用于金属钨粉和碳化钨粉，进而用于生产金属钨制品的生产，并大量应用与生产钨的合金制品，入钨铜、钨镍，钨镍铁、钨银，钨铼、钨钍等，而当代工业领域中应用最为广泛的则是以钨为基材生产的各种牌号和用途的硬质合金产品。氧化钨具有气体敏感性，用于检测二氧化氮，氨气等有毒气体的检测。已经制备了氧化钨薄膜气敏传感器和氧化钨的纳米颗粒传感器，纳米传感器的发现大大的提高了对于低浓度有毒气体

4、的检测1.2氧化钨薄膜的制备本实验测试的薄膜是通过溶胶凝胶法制得，溶胶一凝胶法原理[2]是将前驱体(无机盐或金属醇盐)溶于溶剂中通过搅拌等方式制得均匀的溶液，溶质与溶剂产生水解反应，水解产物经缩聚反应生成纳米级颗粒并形成溶胶。在制得溶胶的基础上，可以采取浸渍提拉、旋转涂覆、喷雾裂解等工艺过程制得氧化钨薄膜。分解为反应的双氧水过滤氧化还原反应钨粉双氧水成膜静置搅拌蒸发加入无水乙醇装入干燥的磨口瓶热处理三氧化钨薄膜图1溶胶凝胶法制备三氧化钨薄膜实验流程图1.3本课题主要研究内容16百手起驾整理为您电致

5、变色氧化钨薄膜结构与性能研究本课题将对氧化钨薄膜进行X射线衍射分析(XRD)、扫描电子分析（SEM）、能谱仪（EDS)、透射电子显微分析（TEM)、用以研究氧化钨薄膜的具体成分、组织结构、微观形貌、以及是否存在掺杂等。16百手起驾整理为您电致变色氧化钨薄膜结构与性能研究第二章实验方法2.1实验过程及仪器介绍2.1.1XRD分析仪器型号：XRD—7000S主要特点：采用多功能水平型θ—θ测角仪，在测量过程中，X光管和探测器绕试样转动，样品水平静止不动。适合于液体、松散粉体、大型样品、文物以及变温过程

6、和化学反应过程中样品的实时测试分析。驱动机构为独立的2轴驱动，可以选择θs—θd联动或θs和θd轴单独测定。主要功能：不但可以进行定性、定量分析，而且还可以应用于晶格常数的精密化、结晶度的计算、晶体粒径和晶格应力的计算、晶系的确定、应力分析、样品加热过程的分析、薄膜样品分析等。主要应用领域：钢铁、有色金属、机械、造船、焊接、汽车、硅酸盐、陶瓷、水泥、玻璃、催化剂、电器部件、电子材料、磁性材料、超导材料等。2.1.2TEM分析仪器型号：JEM-3010；简介：透射电子显微镜是利用高能电子与薄膜样品作

7、用对样品内部进行微观分析的电子光学仪器。电子显微镜的加速电压越高，电子对试样的穿透能力越强，同时分辨率也得到进一步提高。JEM-3010是最高加速电压为300KV的超高分辨型电子显微镜，点分辨率达0.19nm，最高放大倍数为120万倍。特点：超高分辨与分析型相结合，可在形貌观察和晶体结构分析的同时进行微区成分分析。用途：纳米材料、金属与合金、半导体、陶瓷矿物、高分子、生物等样品的常规显微图像观察，直至原子尺度的结构像，同时还可以对纳米尺度微区的物质进行晶体结构和晶体缺陷分析。在TEM中，首先对衍射

8、花样利用PDF卡片和晶体学知识进行校验和标定，确定薄膜的晶体结构。还可以对薄膜的缓冲层区域和衬底进行观察，具体了解缓冲层区域的结构和层次。如有不足，还可以进行进一步离子减薄，用来观察薄区的组织结构。16百手起驾整理为您电致变色氧化钨薄膜结构与性能研究在观察样品微观组织形态的同时，还可以对所观察的区域进行晶体结构鉴定（同位分析）有高分辨率和高放大倍数的优点，是观察薄膜样品最主要的方法。TEM截面样品制备步骤如下：1.用金刚石低速锯或者线锯切取2×2mm的样品若干片，如图2-1所示。也