论文摘要
随着全球资源的减少和环境的恶化,节能减排已成为人们关注的焦点,具有保温隔热功能的低辐射玻璃成为研究的热点。提高玻璃保温隔热性能最有效的方法就是在其表面涂覆低辐射率层。原材料丰富、导电性能好、可见光透过率高等优势使得Al掺杂ZnO （AZO）薄膜成为最具潜力的低辐射率层。系统研究了温度对AZO薄膜红外辐射性能的影响,分析了变化机理。首先研究了在一定的温度下持续一段时间后, AZO薄膜的红外比辐射率的变化情况。然后研究了在变温环境中红外比辐射率的变化情况。采用直流磁控溅射法在室温下玻璃基片上沉积500 nm厚的AZO薄膜,将薄膜放到马弗炉中进行热处理,在100～400℃空气气氛下保温1 h,随炉冷却。采用X射线衍射仪对AZO薄膜进行物相分析,采用扫描电子显微镜观察薄膜表面形貌变化。利用四探针测试法测量AZO薄膜的电阻率,采用红外比辐射率测试仪测试薄膜红外比辐射率,可见分光光度计测量可见光谱。测试的结果表明,薄膜热处理前后均为六角纤锌矿结构,（002）择优取向。300℃及以下热处理1 h后,（002）衍射峰增强,半高宽变窄,晶粒尺寸长大。随着热处理温度的升高,薄膜的电阻率先减小后增大, 200℃热处理后的薄膜具有最小的电阻率(0.9×10-3Ω·cm)。热处理温度升高,晶粒长大使得薄膜电阻率降低。热处理温度过高,薄膜会从空气中吸收氧,电阻率下降。薄膜的红外比辐射率变化趋势和电阻率的一致,在200℃热处理后获得最小值（0.48）。自由电子对红外光子有较强的反射作用,当电阻率低,自由电子浓度高的时候,更多的红外光子被反射,红外辐射作用弱,红外比辐射率小。薄膜的可见光透过率随着热处理温度的升高先减小后增大, 200℃热处理后的薄膜的可见光透过率最小,但仍高达82%。这种变化是由于自由电子浓度变化引起的,自由电子对可见光有很强的反射作用。选取未热处理和200℃热处理后的样品进行变温红外比辐射率的测量,将样品放在可加热的样品台上,位置固定,在室温到350℃的升温和降温过程中每隔25℃测量一次红外比辐射率,结果表明,在室温到350℃的温度范围内, AZO薄膜的红外比辐射率在升温过程中随着温度的上升而增大,在降温过程中减小,经过整个升、降温过程后,薄膜的红外比辐射率增大。
论文目录
文章来源
类型: 期刊论文
作者: 孙可为,金丹,杨春利
关键词: 薄膜,直流磁控溅射,红外辐射性能,温度,透射光谱
来源: 光谱学与光谱分析 2019年06期
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑
专业: 材料科学,工业通用技术及设备
单位: 西安建筑科技大学材料科学与工程学院功能材料研究所
基金: National Natural Science Foundation of China(21506168),Special Research Plan Project of Shaanxi Provincial Education Department(2013JK0901),Youth Science and Technology Found of Xi’an University of Architecture and Technology(QN1319),Natural Science Special Fund Project of Xi’an University and Technology(ZR18063)
分类号: TB383.2
页码: 1975-1979
总页数: 5
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