Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties
วิทยานิพนธ์ (ปร.ด. (วิศวกรรมวัสดุ))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2565
Saved in:
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Theses and Dissertations |
| Language: | Thai |
| Published: |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
2023
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18079 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Institution: | Prince of Songkhla University |
| Language: | Thai |
| id |
th-psu.2016-18079 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
Prince of Songkhla University |
| building |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| continent |
Asia |
| country |
Thailand Thailand |
| content_provider |
Khunying Long Athakravi Sunthorn Learning Resources Center |
| collection |
PSU Knowledge Bank |
| language |
Thai |
| topic |
เทอร์โมโครมิก วาเนเดียมไดออกไซด์ |
| spellingShingle |
เทอร์โมโครมิก วาเนเดียมไดออกไซด์ ลดาวรรณ โชติรัตน์ Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| description |
วิทยานิพนธ์ (ปร.ด. (วิศวกรรมวัสดุ))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2565 |
| author2 |
สุธรรม นิยมวาส |
| author_facet |
สุธรรม นิยมวาส ลดาวรรณ โชติรัตน์ |
| format |
Theses and Dissertations |
| author |
ลดาวรรณ โชติรัตน์ |
| author_sort |
ลดาวรรณ โชติรัตน์ |
| title |
Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| title_short |
Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| title_full |
Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| title_fullStr |
Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| title_full_unstemmed |
Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties |
| title_sort |
thermochromic film of vanadium dioxide having heat reflection and anti-glare properties |
| publisher |
มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |
| publishDate |
2023 |
| url |
http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18079 |
| _version_ |
1764209950165303296 |
| spelling |
th-psu.2016-180792023-04-21T08:34:11Z Thermochromic Film of Vanadium Dioxide Having Heat Reflection and Anti-Glare Properties ฟิล์มเทอร์โมโครมิกของวาเนเดียมไดออกไซด์ที่มีสมบัติสะท้อนความร้อนและลดแสงจ้า ลดาวรรณ โชติรัตน์ สุธรรม นิยมวาส Faculty of Engineering Mining and Materials Engineering คณะวิศวกรรมศาสตร์ ภาควิชาวิศวกรรมเหมืองแร่และโลหะวิทยา เทอร์โมโครมิก วาเนเดียมไดออกไซด์ วิทยานิพนธ์ (ปร.ด. (วิศวกรรมวัสดุ))--มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์, 2565 This research aims to study and develop films to exhibit two main functions which are heat reflection of infrared radiation and glare reduction. The heat-reflecting monoclinic vanadium dioxide film was synthesized by a sol-gel dip coating on glass slides followed by a 2-step heat treatment at vacuum base pressure before sintering of 2x10-3 mbar, a furnace temperature of 500oC. The resulting film comprises of particles of irregular shape with size range of approximately 220-380 nm and thickness of 69-74 nm. The vanadium dioxide, which is the main constituent, contains valence electrons V4+2p3/2 and V4+2p1/2. Vanadium pentoxide and vanadium trioxide are also present in small quantities. The electrical property of the vanadium dioxide, determined by the transition temperature, is about 68oC. The optical property, tested when the film temperature is changed from 25oC to 80oC, results in light transmittance in the visible wavelength of 40-50%. At a near-infrared region, the transmittance at 25oC tends to increase as the wavelength increase and is higher than that at 80oC which tends to decrease as the wavelength increases. For the dip-coating fabrication of glare-reduced multilayer films, the three-layer film (Glass/TiO2/SiO2/TiO2) comprises of the first layer (TiO2) next to glass slide with thickness of about 41 nm in thickness, the second layer (SiO2) of about 11 nm and the third layer (TiO2) of about 45 nm. The film’s transmittance in the visible light wavelength is about 70-85%, and in the near-infrared wavelength tends to be constant at 90%. For the fabrication of a multilayer film with both heat-reflecting and glare-reducing properties, the one with the vanadium trioxide and anti-glare multilayer on the same side (Glass/TiO2/SiO2/TiO2/V2O3) is selected. The thickness of the first layer next to glass slide (TiO2) is about 42 nm, the second layer (SiO2) is about 49 nm, the third layer (TiO2) is about 42 nm and the fourth layer (V2O3) is about 82 nm. Light transmittance is approximately 40-50% in the visible light wavelength, and the transmittance in the near-infrared wavelength tends to be constant at about 50%. The findings of this study can be further developed to contain the monoclinic vanadium dioxide phase rather than the vanadium trioxide phase so as to improve reflection property. งานวิจัยนี้ต้องการศึกษาและพัฒนาฟิล์มให้มีสองหน้าที่หลักคือ สามารถสะท้อนความร้อนจากรังสีอินฟราเรดและลดแสงจ้าจากแสงขาวได้ โดยการสังเคราะห์ฟิล์มโมโนคลินิกวาเนเดียมไดออกไซด์ที่มีสมบัติสะท้อนความร้อนด้วยวิธีการจุ่มเคลือบสารที่เตรียมด้วยวิธีโซล-เจลบนกระจกสไลด์โดยใช้การเผาผนึก 2 รอบ ด้วยความดันสุญญากาศก่อนเผา 2x10-3 มิลลิบาร์ และอุณหภูมิเตาเผา 500 องศาเซลเซียส ได้ฟิล์มที่มีขนาดอนุภาคมีรูปร่างแตกต่างกันอยู่ในช่วงประมาณ 220-380 นาโนเมตรและความหนาของฟิล์มประมาณ 69-74 นาโนเมตร ค่าวาเลนซ์อิเล็กตรอนของวาเนเดียมไดออกไซด์ซึ่งเป็นเฟสหลักประกอบด้วยวาเลนซ์อิเล็กตรอน V4+2p3/2 และ V4+2p1/2 โดยมีเฟสของวาเนเดียมเพนทอกไซด์และวาเนเดียมไตรออกไซด์เพียงเล็กน้อย สำหรับสมบัติทางไฟฟ้าของวาเนเดียมไดออกไซด์ทำให้สามารถหาค่าอุณหภูมิทรานซิชันได้ประมาณ 68 องศาเซลเซียส และสมบัติทางแสงเมื่อมีการเปลี่ยนอุณหภูมิจาก 25 เป็น 80 องศาเซลเซียสทำให้มีการส่องผ่านแสงในช่วงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ประมาณ 40-50 เปอร์เซ็นต์ ช่วงความยาวคลื่นแสงใกล้อินฟราเรดการส่องผ่านแสงที่อุณหภูมิ 25 องศาเซลเซียสมีแนวโน้มสูงขึ้นเมื่อความยาวคลื่นมากขึ้น และมีค่ามากกว่าที่อุณหภูมิ 80 องศาเซลเซียสที่มีแนวโน้มลดลงเมื่อความยาวคลื่นมากขึ้น ส่วนการขึ้นรูปฟิล์มหลายชั้นที่มีสมบัติลดแสงจ้าสังเคราะห์ด้วยวิธีการจุ่มเคลือบเป็นฟิล์ม 3 ชั้น (Glass/TiO2/SiO2/TiO2) ความหนาของฟิล์มชั้นแรกติดกระจกสไลด์ (TiO2) ประมาณ 41 นาโนเมตร ชั้นที่ 2 (SiO2) ประมาณ 11 นาโนเมตร และชั้นที่ 3 (TiO2) ประมาณ 45 นาโนเมตร สมบัติทางแสงของฟิล์มในช่วงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นมีการส่องผ่านแสงประมาณ 70-85 เปอร์เซ็นต์ และที่ช่วงความยาวคลื่นแสงใกล้อินฟราเรดการส่องผ่านแสงมีแนวโน้มคงที่ที่ประมาณ 90 เปอร์เซ็นต์ สำหรับการขึ้นรูปฟิล์มหลายชั้นที่มีทั้งสมบัติสะท้อนความร้อนและลดแสงจ้า เลือกฟิล์ม 4 ชั้นที่มีชั้นฟิล์มวาเนเดียมไตรออกไซด์อยู่ด้านเดียวกับฟิล์มหลายชั้นที่มีสมบัติลดแสงจ้า (Glass/TiO2/SiO2/TiO2/V2O3) ปรากฏว่าความหนาของฟิล์มชั้นแรกติดกระจกสไลด์ (TiO2) ประมาณ 42 นาโนเมตร ชั้นที่ 2 (SiO2) ประมาณ 49 นาโนเมตร ชั้นที่ 3 (TiO2) ประมาณ 42 นาโนเมตร และชั้นที่ 4 (V2O3) ประมาณ 82 นาโนเมตร ซึ่งการส่องผ่านแสงในช่วงความยาวคลื่นแสงที่มองเห็นได้ประมาณ 40-50 เปอร์เซ็นต์ และที่ช่วงความยาวคลื่นแสงใกล้อินฟราเรดการส่องผ่านแสงมีแนวโน้มคงที่ที่ประมาณ 50 เปอร์เซ็นต์ ผลการศึกษานี้สามารถพัฒนาต่อยอดให้มีเฟสของโมโนคลินิกวาเนเดียมไดออกไซด์แทนเฟสวาเนเดียมไตรออกไซด์เพื่อให้มีสมบัติการสะท้อนแสงต่อไป 2023-04-21T08:33:56Z 2023-04-21T08:33:56Z 2022 Thesis http://kb.psu.ac.th/psukb/handle/2016/18079 th Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Thailand http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/th/ application/pdf มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ |