在进行热致变色器件的加工制造的时候其主要的原料为钙钛矿锰氧化物,如果环境温度超出了预期温度,那么,器件更多的进行热辐射,达到降低温度的目的;如果环境温度低于预期温度,那么,器件更少的进行热辐射,达到提高温度的目的。通过调节对外辐射能量的大小改变材料的辐射率,这便是热致变色的基本原理。83807
2000年前后,美国和日本等国已经着手智能型热控涂层的研究,并投入大量的人力和物力,现已进入试用阶段,而国内由于起步较晚,目前处于涂层材料的制备阶段,尚未达到深入研究乃至应用的水平。
来自日本电器股份有限公司(NEC)的工作人员研究出使用陶瓷烧结加工工艺制备热控涂层材料La0。875Sr0。125MnO3和La0。7Sr0。3MnO3,这种方法的优越性在于能够制备出厚度小且质量轻的薄膜,薄膜通过对自身温度的反馈调节来控制热辐射,但也有其局限性,例如此方法中使用的贴片式热控器件,需要对块体材料进行多项加工,需进行削磨、抛光、切割等多种不同的机械加工,导致制作过程繁琐、成品率不高,除此之外其重量比较大,很难在形状结构复杂的航天飞行器表明进行装配,而使用磁控溅射等方式虽然可以达到微型航天器对于部件轻质量的要求来将热致变色块体材料加工成为薄膜,但是基本很难实现规模化生产,且材料自身的磁性质会对最终效果产生一定的影响导致其的使用受限。论文网
发射率随温度变化图
如图1。2对于材料具有的发射率进行了展示,通过对于该图进行研究和分析能够得出,如果温度处于137K-373K,那么,所有材料的发射率都提升了0。4上下,且当温度增加到270K左右时,发射比例的变动非常明显。另外,北美加拿大地区非常著名的研究机构的D。Nikanpour教授使用激光辅佐沉淀方式在硅抑或金属基础上生产了La0。875Ca0。125MnO3热致变色涂面[7],图1。3为其发射率随温度变化关系。
加拿大PLD制备的热致变色涂层
由图1。3看出,这一涂层的金属绝缘相变相比于日本陶瓷烧结工艺加工制备出的热致变色涂层并不明显,并且其发射率可调控范围较小。
研究人员李强等在进行问题研究和分析的时候,主要借助于固相反应的手段研究出钙钛矿型锰氧化物材料,对于温度进行管理和控制[8],图1。4显示了两种不同比例组分的材料La0。75Ca025-xSrxMnO3和La0。7Ca0。3-xSrxMnO3发射率和吸收率随温度变化关系。
发射率和吸收率碎温度变化关系
由图1。4能够得到,二者在外界环境不断提升的情况下,其辐射率水平也相应增加。其中,在241K-348K的温度区间内,样品La0。7Ca0。1Sr0。2MnO3的发射率由0。38增加到0。64,样品La0。7Ca0。2Sr0。1MnO3的发射率由0。48增加到0。68。而且,在环境温度出现变动的时候试样的太阳吸收率基本保持恒定。
在进行热变材料的研究的时候掺杂锶以及钙的锰酸镧有着广泛的运用,锰酸镧是一种钙钛矿型锰氧化物,通过对于其中的杂质量进行管理和控制,能够使得材料的热变属性发生相应的改变,最终达到对于温度进行平衡和控制的目的[18]。
热致变色涂层的研究现状:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_98975.html