电致调光玻璃原理、性能与应用

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1、电致调光玻璃的原理、性能及其应用摘要：调光玻璃是可以随季节和气候的变化调节太阳光的透过率，以减少采暖和制冷能耗，是一种节能的功能玻璃。本文主要介绍了电致调光玻璃的调光原理以及调光玻璃在建筑等领域的应用。关键词：电致调光；功能玻璃；节能引言随着现代玻璃的技术飞速发展，玻璃行业的发展也是日新月异。各种利用新原理、新技术和新工艺制作生产的功能玻璃不断涌现。与此同时，人们对玻璃的节能需求、与审美需求也越來越迫切。夏季人们希望尽可能地将太阳光挡在室外；冬季人们希望更多太阳光进入室内。因此，调光玻璃应运而生，调光玻璃的出现是对普通

2、玻璃单一化通光性的一个变革。调光玻璃按其基本工作原理分类，可分为：光致变色、电致变色、温致变色、压致变色等。本文主要介绍调光其中之一一电致调光玻璃。1电致调光玻璃原理1.1利用电压改变液晶分子排列调光在两片玻璃中夹入一液品薄膜层，当通电时，靠液品晶体重新排列的优良性能，可随入射光的强弱随时调节透光率，满足会议室、接待厅、放映厅等的釆光要求。液品调光玻璃的基本结构是在玻璃集体屮分散一些几个微米大小的液品小盒，夹在透明的导电膜Z间,形成一种特殊的夹层结构。其调光原理如图1所示:y/f//\i加电压前、囹1液晶谓光玻璃的

3、调光原理当无外加电压作用时，液晶分子呈无规则排列，当光照射到玻璃时，使光线受到强烈的散射作用，因而玻璃的透明性消失；当在两层透明的导电膜之间施加电压后，液晶分子对玻璃面是呈定向排列的，光线能直接透过而显现透明性。近年來，液品显示技术在不断地更新和发展中,其中最新发展起來的能够显示信息的平板器技术是聚合物分散液晶薄膜技术。它的基本工作原理就是通过某种方法使液品分子以微粒的形态分散在聚合物基体中,每一液晶微粒的光轴处于择优取向，而不同微粒的光轴呈随机収向状态，由于其折射率各向界性，因此其有效的折射率不与基体的折射率相兀配，

4、対外来入射光呈散射状态而不透明或半透明。在足够强的外加电场作用下，所有微粒内的液晶分子都沿电场取向,这时液晶的寻常折射率对光线起作用，当其值与基体的折射率比较匹配时，则呈现透明状态。撤掉外电场,在基体墙壁弹性能的作用下，微粒乂恢复到最初的散射状态。这种工艺技术制作较为简单，制作成木较低，但其饱和驱动电压较高，一般在以30V以上。1.2利用电场变化改变透过率利用这一原理的玻璃由基础玻璃和电致变色系统组成。利用电色材料在电场作用下而引起的光的透过性能的可调性，可实现由人意愿调节光照度的目的，同时电致变色系统通过选择性的吸收

5、或反射外界热辐射和阻止内部热扩散，可减少办公楼和民用住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暧而耗费的大量能源。材料在外电场或电流作用下，发生可逆的色彩变化，叫电致变色现象，简称电色现象。具有这种电色现象特性的材料称为电色材料，即在电化学反应条件下,对可见光吸收有重大改变的材料。电致变色材料一般可分为三大类，即过渡金属氧化物、有机物以及插入式化合物。过渡金属氧化物是电致变色材料屮研究和使用最普遍的一类。这类化合物屮的金属离子电子层结构不稳定，在一定条件下，离子的价太发生可逆变化，形成多价态离子混合共存状态。随着离子的价态

6、和浓度变化，材料对可见光谱吸收发生变化，进而引起颜色变化。具有优异的电致变色效应如W03,MoOso有机物主要是导电聚合物类，金属有机聚合物类和金属駄花菁类。插入式化合物如使金属插入到石墨晶格的层间,产生从黑到绿或金黄的电致变色效应。ITT电致变色玻璃的典型结构如图二：两块基体玻璃屮间夹有五层电致变色材料。透明导电层的作用是与基体玻璃构成导电玻璃；电致变色层，又称工作电极，在外电场作用下使玻璃发生着色与褪色变化；电解质层只允许离子通过，用作传导变色过程中的离子。对电极层起平衡离子作用，提供和存储变色所需离子。图2：电致

7、变色玻璃的结果示意图2・电致调光玻璃的性能2.1调光性调光玻璃可以使大部分可见光透过，低于可见光波长的紫外线尽可能少透过，因为紫外线虽然能量不高，但対人体健康不利。而波长高于可见光的红外线占有约的能量，这部分能量最好能控制其透过率。调光玻璃的遮阳系数是可以调节的，在不同的条件下玻璃可自由的调节为透明与不透明状态，从而调节室温:夏季，可保证采光避免口晒，而且模糊状态还能反射除去大部分有害光线；冬季，可保温防寒，防止室内热能散失。2.2节能性据专家介绍，在建筑节能中，单就门窗节能就占了很大的比重，无论是木窗、钢窗、铝合金窗

8、、还是塑钢窗都要使用玻璃，玻璃占到窗户总面积的70%以上，因此，建筑节能不能不考虑玻璃的因素。使用普通的单片玻璃门窗，冷、暖气外溢快，能源消耗大，浪费开支，如果加装上调光玻璃，可以提高居室温度达6度以上，降低了制热制冷的费用，可为您减少40%以上的能源开支，保温性能比单层玻璃节约35%,比中空玻璃节约15%,其节能效果和经济效益十