奈米溶膠的製作及應(yīng)用

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1、奈米溶膠的特性、合成及應(yīng)用報(bào)告人：忠信科技陳忠詰報(bào)告日期：96年12月11日1報(bào)告大綱壹：溶膠介紹。貳：奈米溶膠的特性。參：奈米溶膠成膜後作用。肆：奈米溶膠在3C產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用。伍：奈米溶膠應(yīng)用上的優(yōu)勢(shì)。陸：如何作好溶膠鍍膜。2壹：溶膠介紹一：膠體：親水性固體粒子吸水而成，具半流動(dòng)性及半透光性。二：溶膠：（一）固體粒子粒徑小於可見(jiàn)光。（二）流動(dòng)性及透光性良好。（三）粒子安定性高。3三：溶膠演進(jìn)：（一）第一代：原料直接塗佈成薄膜後再作反應(yīng)。問(wèn)題：（1）膜層成份複雜。（2）存在氣泡、孔洞。（3）厚度均勻性差。（4）污染嚴(yán)重、工安問(wèn)題。（二）第二代：原料先作成溶膠（但無(wú)法純化）後鍍膜。問(wèn)題

2、同上，但厚度均勻性較佳。（三）第三代：原料先作成半成品，經(jīng)純化後再作成溶膠。鍍膜均勻性佳、物性充分表現(xiàn)、良率高、無(wú)污染及工安問(wèn)題。4第二代奈米溶膠（TiO2為例）Ti（OR）4＋H2O＝Ti（OR）3（OH）＋HORTi（OR）3（OH）＋H2O＝Ti（OR）2（OH）2＋HORTi（OR）2（OH）2＋H2O＝Ti（OR）（OH）3＋HORTi（OR）（OH）3＋H2O＝Ti（OH）4＋HORTi（OH）4＋Ti（OH）4→2TiO2＋4H2O2TiO2＋Ti（OH）4→3TiO2＋2H2O3TiO2＋Ti（OH）4→4TiO2（※）＋2H2O4TiO2→→→→→→→→TiO2

3、（n）（※TiO2有A、B、R及非晶態(tài)同時(shí)存在）（反應(yīng)為水解、縮合兩步驟，藉操作條件在同一槽進(jìn)行。）5第二代奈米溶膠藥液的問(wèn)題一：溶液成份複雜：至少10種成份。二：溶液中成份，相對(duì)量會(huì)不斷變動(dòng)。三：結(jié)晶形態(tài)複雜（4種）而無(wú)法控制。四：粒徑會(huì)不斷變大。五：溶劑的揮發(fā)太快，固含量變異性大。6第三代奈米溶膠（TiO2為例）：TiCl4＋H2O→TiCl4?H2OTiCl4?H2O＋NH4OH→Ti（OH）4＋NH4ClTi（OH）4＋NH4Cl＋H2O→→→Ti（OH）4Ti（OH）4＋H2O2→Ti（OH）4?H2O2Ti（OH）4?H2O2→TiO2＋H2O＋O2（反應(yīng)包括預(yù)處理、

4、中和、純化、結(jié)膠、熟化五步驟）（各反應(yīng)在分別獨(dú)立的反應(yīng)槽進(jìn)行）7第二代溶膠與第三代溶膠之比較比較項(xiàng)目第二代溶膠第三代溶膠主成份種類10（膠合劑∕分散劑）1主成份變異性高（反應(yīng)持續(xù)）不變固含量變異性高（溶劑揮發(fā)）很低TiO2含量變異變動(dòng)很低TiO2結(jié)晶型態(tài)A、B、R及非晶態(tài)anataseTiO2粒徑持續(xù)變大不變（水合強(qiáng)）8第二代溶膠與第三代溶膠鍍膜之比較比較項(xiàng)目第二代溶膠第三代溶膠膜厚再現(xiàn)性不佳良好膜層安定性容易脫膜安定性高光譜再現(xiàn)性不佳良好光譜安定性不佳良好燒結(jié)溫度較高較低9貳：奈米溶膠的特性一：奈米粒子特性：（一）粒徑小到不會(huì)阻擋或干擾可見(jiàn)光（A）（二）表面分子比率急遽增加（B

5、）。（三）分子內(nèi)作用力下降（C）。（作用力由分子軌域或金屬鍵走向量子化）（四）異類分子間作用力急遽增加（D）。（五）結(jié)晶缺陷很少（E）。（六）布朗運(yùn)動(dòng)（F）。10二：奈米溶膠特性：（一）透光。（二）長(zhǎng)期安定性高：不需加懸浮劑。（三）高吸附性：不需加Binder。（四）高成膜性：可用不同條件或較和緩的條件成膜。（五）成膜後結(jié)晶缺陷少，物性表現(xiàn)明顯11TiO2不同粒徑，不同溫度，成膜所需時(shí)間（單位：分）粒徑（nm）溫度（℃）1300900700500150＞1,0003××××1001××××50○30×××20○2530×10○1220605○＜11153012三：奈米粒子溶膠成膜

6、後的特性項(xiàng)次特性表現(xiàn)1硬度提高2折射率高3耐化性良好4光譜安定性良好5Sensor敏感性提高6磁性變強(qiáng)7介電常數(shù)先升後降8金屬導(dǎo)電性變差（成絕緣體）9非金屬電阻值下降（成半導(dǎo)體）13參：奈米溶膠成膜後作用一：填孔作用（細(xì)顆粒）：（一）表面光滑。（二）易潔。（三）增亮（光澤）。二：阻絕作用（阻絕層）：（一）防靜電。（二）提高耐候性（耐久性）。（三）防蝕。三：光學(xué)作用：（一）抗反射。（二）抗炫光。（三）抗紫外線。四：電學(xué)作用：（一）降低導(dǎo)電膜電阻。（二）形成導(dǎo)電膜。（三）電致變色膜。1415奈米溶膠成膜增亮（光澤）16171819為何需要“抗反射”？LCD的背光光源強(qiáng)度低：避免外部光

7、線的投影：一：電視、電腦螢?zāi)?。二：手機(jī)螢?zāi)?。三：儀表。四：光學(xué)系統(tǒng)。五：醫(yī)療器材（內(nèi)視鏡）。202122反射一次干射二次干射空氣SiO2TiO2玻璃23BlankglassARtreatedglass24塑膠材料抗反射處理測(cè)試結(jié)果測(cè)試項(xiàng)目PCPMMA透射率（％）處理前87.892.8處理後92.695.7反射率（％）處理前6.59.7處理後0.30.425傳統(tǒng)抗炫光26奈米溶膠抗炫光27不同導(dǎo)電度的導(dǎo)電玻璃，經(jīng)不同種類Sol-gel處理，其性質(zhì)差異如下：溶膠電阻值（Ω）透光度（％