Bài tập môn: Quang Học Ứng Dụng - mientayvn.commientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/Quang_hoc_ung... · trên rất nhiều vật liệu khác nhau kể các

Bo co Quang hc ng dng GVHD: TS. L V Tun Hng

HV: Hunh Minh Tr Trang 1

I HC KHOA HC T NHIN TP. HCMB MN VT L NG DNG

Bi tp mn: Quang Hc ng Dng

TRNH BY V MNG IN SC & THY TINH

GVHD: thy TS. L V Tun Hng



HVTH: Hunh Minh Tr

TP. HCM 05/2010



CHNG 1 : TNG QUAN V MNG MNG IN SC V2O5

1.1.VT LIU IN SC:Hiu ng in sc l hin tng vt l biu hin s bin i thun nghchtnh cht quang ca vt liu d i tcng ca in trng phn cc tng ng pt vo vt liu, khi vt liu nm trong mi tr ng cht in li.Mt biu hin cbn ca hiu ng ny l s thay i mu ca vt liu khi c p t in tr ng.Cc vt liu c tnh in sc nh trn c gi l vt liu in sc. Hin tng in sc c quan st thytrn rt nhiu vt liu khc nhau k cc cht v c cng nh hu c.. Trong , khng nh l cc xit ca kimloi c tnh in sc rt tt. Chng l i tng nghin cu l th ca rt nhiu tp th cc nh khoa hc trn thgii.Vt liu in sc, do c trng c bn l s thay i tnh cht quang n n thng thng vt liu c ch todi dng mng mng. Khi p in trng phncc vo vt liu in sc, ty thuc vt liu c chiu phn ccca in trng m ta c th quan st thy trn vt liu c qu trnh thay i mu sc mt cch r rng .

Vt liu in sc c th chia lm hai loi:+ Vt liu in sc cathode: l loi vt liu vt liu in cc l m vic phncc m, qu tr nh nhum mu xy ra.Qu trnh ny tng ng vi vickhuch tn ca cc cation t cht in ly v o trong vt liu cng vi vic timin t cn bng in tch. Khi in cc l m vic phn cc dng,qu trnh ty mu xy ra. Qu trnh tngng vi vic cation v in t xm nhp vo vt liu trong qu trnh nhum b y ra khi vt liu.+ Vt liu in sc anode: l loi vt liu m qu trnh nhum mu xy rakhi in cc lm vic c phn ccdng- tng ng vi vic thot ra ca cc cation k m theo cc in t. Qu trnh ty mu xy ra khi i chiuphn cc ca in trn- tng ng vi vic xm nhp ngc li ng thi ca cc cation v cc in t votrong vt liu.

1.2 MNG IN SC V2O5:1.2.1 Phn loi cc hp cht ca vanadium oxtVanadi oxit c rt nhiu hp cht nh VO, VO2, V2O3,V2O4, V2O5 ngoi ra c n c cng thc tng qut nhsau VnO2n-1, vi n thay i t 3 n 8. C th tng hp cht nh sau :a. Vanai ioxit (A. vanadium dioxide), VO2. Tinh th mu xm nht; khng tan trong nc; tan trong axit vkim to thnh dung dch mu xanh, c tnh kh mnh.b. Vanai trioxit (A. vanadium trioxide), V2O3. Tinh th mu en; t tan trong nc; tan trong kim v halogenaxit; trong khng kh, chuyn dn thnh V2O4. Dng trong luyn thp; iu ch Ag2VO4 lm cht cm mu.



c. Vanai tetroxit (A. vanadium tetroxide), V2O4. Tinh th mu xanh chm; nhit nng chy 680 0C; tantrong axit v kim; t tan trong nc.d. Vanai pentoxit (A. vanadium pentoxide), V2O5. Tinh th mu vng hay ; tan trong axit c, nng. L tcnhn oxi ho mnh. Dng lm cht xc tc oxi ho SO2 thnh SO3 trong sn xut axit sunfuric; dng trongngnh gm, nhum si, y t, cng nghip thu tinh (ngn tia cc tm) v l phn ng ht nhn1.2.2 Cu trc V2O5:1.2.2.1 Gii thiu chung

n nay ngi ta bit hn 40 hpcht kim loi chuyn tip v t himc chuyn pha bn dn - kim loi.Trong , ngi ta quan st c tnhcht bin i thun nghch t pha bndn sang pha kim loi ti mt nhit nht nh [2,3]. Trong s ccxit vanadi th hin r nht qu trnhchuyn pha ny vi nhng c trngtiu biu nh ng cong t tr nhitin tr. S thay i quan trng trongtnh cht in v quang nh bcnhy v dn v phn x gnlin vi s thay i v cu trc mngtinh th. Vanadium c th lin kt vinhiu nguyn t xy hnh thnh nhiudng xit c cng thc ha hc khcnhau nh: VO, V2O3, VO2,V2O5,tng ng vi ho tr vanadium lnlt l: 2,3,4,5. Theo quy tc pha, shnh thnh xit vanadium l h thngcn bng ca 2 pha rn v 1 pha kh.VOx = VOn-x + nO2 , (1.1)

Hnh 1.2 bn cnh l gin thcnghim cho thy p sut cn bng caoxy trn 2 pha oxit vanadium khcnhau c v nh l hm theo nhit. nhit v p sut bnh thngtrng thi nhit ng V2O5 bn nht.

1.2.2.2 Cu trc tinh th ca V2O5M hnh lp th ca nhng ion vanadium trong V2O5 c th xem nh c xy dng t nhng cp hnh chptam gic bin dng ( chiu di nm lin kt V-O t 1,59 - 2,02), t hnh chp t gic khng u VO5 hay hnhtm mt bin dng VO6 ( chiu di lin kt th 6 l 2,79) (hnh 1.3).



Hnh 1.4 trnh by m hnh tinh th c c hnh thnh t 2 dng hnh chp t gic c cnh chung to thnhmt dy zig-zag v nhng dy zig-zag k cn nhau c chung mt nh, c th ni to thnh mt lp. Nu dngth nht c nh hnh chp hng ln th dng th 2 c nh hng xung. Cc lp to thnh mng 3 chiubng cch xp chng ln nhau sao cho nh ca hnh chp ca lp th nht t pha trn ion vanadium, l tmca hnh chp trong mt phng c s ca lp th hai k tip. Nh th, cu trc tinh th V2O5 l cu trc lp,cc lp lin kt vi nhau bng lc lin kt yu Van der Waals, d dng bc tch ra theo mt (001).

Tinh th V2O5 c cu trc lp, c kt tinh tnhng n v khi trc thoi thuc nhm khnggian D2h-Pmmn vi tham s mnga=11.519A0, b=3.564A0, c=4.373A0 . Hng bc xem l hng c lc c kt yu gianhng lp song song vi mt (010) ca tinh th,v tri di di theo trc c. Nh hnh 1.5 tinh thV2O5 tn ti nhng nhng khe rnh ko ditheo hng [001] v [010], c ng knh hiudng khong 2..Trong cu trc c trnh by trong hnh 1.5a,nhng nguyn t vanadium thnh lp 5 lin kt



vi nhng nguyn t oxygen, v tr ca chng c t trong tm ca hnh chp vung nm trong mt phng(010). C 3 dng nguyn t oxygen trong cu trc. Nhm nguyn t vanadyl oxy O(1) hng theo trc c c duynht mt lin kt mnh (chiu di lin kt V-O: 1,58Ao), nhm cu ni oxy nm trong mt phng c s , gm :nhm O(2) c 1 lin kt (V-O-V: 1,77 Ao) vi gc V-O(2)-V l 125o, nhm cu ni O(3) thnh lp 3 lin kt, 2di 1,88 Ao v 1 di 2,02 Ao . Do khong cch gia 2 nguyn t O(3)-O(3) rt b nn 2 nguyn t ny ynhau rtmnh, dn n lin kt 2,02 Ao d b gy nht gia nhng lin kt V-O v s tch dc theo mt (100) d nhnra hn mt (001), iu ny c quan st thy trong thc nghim. Vi cu trc nh th c th xem V2O5 lmt chui lin kt cc hnh chp vung, hnh chp ny bao gm 4 lin kt chiu di xp x 2Ao nm trongmt (010) v mt lin kt c chiu di 1,58 Ao (hnh 1.5a).

Hnh 1. 5: Cu trc ca V2O5. Vng trn nh l V, vng trn ln l O.(a) mt (010) hnh chiu ca nhng hnh chp vung,(b) mt (001) hnh chiu ca cp hnh chp vung,(c) mt (001) hnh chiu ca cp hnh chp tam gic.

V2O5 l bn dn loi n, khi dng tinh th c cu trc perovkite. S sp xp cc mc nng lng uc chra trn hnh 1.6Xt cc nguyn t mt cch c lp, cc lp v ngoi cngca vanadium l 3d3,2s2 v ca nguyn t oxy l 2s,2p. Ccqu o hnh thnh nn cc mc nng lng tng ng canguyn t vanadium v oxy. Trong mng tinh th tng tcgia cc in t lp ngoi ny vi cc ion v cc in tkhc trong mng dn ncc mc ni trn c m rng ra thnh cc dy nng lng.Cu trc perovkite l tng c ch ra trn hnh 1.7 , chothy mi nguyn t V c bao bc bi 6 ion oxy, to thnhkhi bt din VO6, ng thi mi ion oxy b kp gia 2 ionV. Vic sp xp ny dn n vic mc d b tch thnh 2 mceg v t2g , trong mc eg bsuy bin bc hai v mc t2g b suy bin bc ba [3]. Lp vngoi cng (3d) ng vi cc s lng t n = 3, l = 2, m =



0,1,2. Nu khng tnh n spin ca in t th mc ny suy bin bc 5. Chn h trc to Oxyz vi O trngvi nguyn t vanadium, c th chia cc orbital l m 2 nhm: 2 orbital hng n oxy ln cn gn nht, 2 orbitalcn li nm trong 3 mt phng c s ca h to .Hnh 1. 7: Minh ho s sp xp cc khi bt din chung quanh cnh v nh ca cu trc perovkiteoxy chu tng tc Coulomb t cc nguyn t oxy mnh hn so vi cc in t nm trn qu o hng vocc khong khng gia cc trc. Nh vy trong trng tinh th mc 3d b tch ra lm 2 mc suy bin k hiu leg v t2g l cc orbital c trng i xng Oh ca hnh tm mt l tng. Xt mt cch chi tit hn, mc eg bsuy bin bc hai. Mc t2g suy bin bc ba vi ba qu o l dxy, dyz, dxz. Tng t, qu o O2p cng b tchra thnh hai qu o 2p v 2p . Qu o 2p hng thng vo ion vanadium mang in tch dng gn nhttrong khi qu o 2p hng vo khong trng.Trong V2O5 , vng O2p hon ton c y. Vng ho tr v vng V3dtg pha di ca vng dn trngrng. Cho thy V2O5 va c tnh bn dn va c tnh khng dn in, ph thuc vo khe nng lng O2p-V3p.Vng cm quang i vi V2O5 ng vi khong nng lng nh ca vng O2p v y phn tch ra ca vngV3d .[3]Theo cc tc gi nc ngoi gi tr gn ng ca vng cm quang Eg c th xc nh t thc nghim thng quaph truyn qua v phn x p dng biu thc lin h gia nng lng photon v Egtheo cng thc ~ ( Eg ) (1.2)trong l nng lng photon, l hng s Plank rt gn, l h s m ph thuc vo c ch chuyn didy nng lng l trc tip (=1/2) hay gin tip (=2). Bng cch cc tc gi tnh c rng vngcm Eg ca V2O5 trong khong 2,25 - 2,4.Khi mng mng V2O5 tri qua hiu ng in sc cc gi tr hng s in mi v Eg u thay i ph thuc vomc xm nhp ca cc ion t cht in ly v o in cc ( mc nhum mu). xc nh cc c trngny trong hiu ng in sc cc tc gi thng tin hnh cc php o quang ph in-situ php o ti chhiu ng in sc.

1.2.3 Hiu ng in sc ca mng mng V2O5 [3]Chng ta bit rng mt s hp cht v c dng lp mng c th chu s an xen ca cc ion alkali (Li+,Na+,...), cc nguyn t v phn t khc. Chng c cc ng dng nh vt liu lm cathode ca pin lithium v ccdng c in sc, l cc dng c c th thay i truyn quang d i tc dng ca in trng trong dungmi thch hp. Vanadium oxide trong dung d ch kh (xerogel) l mt trong cc hp cht c tnh in sc bi nc th gi nguyn c hnh thi mng khi dung np cng nh gii phng cc ion ni trn. to sn phmin sc, mng nano poly(ethylene oxide) (PEO)/V2O5 c ch to bng phng php solgel. xc nh hiu ng in sc, dung dch in phn c dng l 1M LiClO4 ha tan trong propylenecarbonate (PC) to ra ion Li+. Chng c tim vo bn trong mng bng in trng c chiu v in pthch hp. Tin hnh o dng, p ca bnh in phn song song vi o ph truyn qua ca m ng V2O5 cho thykhi tim ion vo, truyn quang ca mng gim dn v ngc li.C th thc hin mngVanadium pentoxide theo phng php sol -gel bng cch ha tan V2O5 (99.5% purity)dng rn vo nc H2O2. Dung dch sau c spin coating ln cc thy tinh o truyn qua (UV -VIS-NIR), v ln ITO kho st tnh cht in sc. Mu c 150 C trong 1 gi. Mng by gi c mu vngcam l mu ca V2O5 a tinh th. Tnh cht in sc c nghin cu bng cch s dng dung dch in phn1 mol/1LiClO4. Mng s i mu vng nht xanh l cy xanh sm khi ion Li+ c tim vo hoc ly ra. hp thu ca cc mng sau khi nhum mu cc mc th khc nhau c o trong dy bc sng UV-VIS, chothy rng hp th quang ph thuc v o s i mu ca mng.Khi ch to vt liu di dng mng mng, d tin hnh theo bt k phng php no th mng sau khi ch tort kh hnh thnh c trt t xa, cc trt t gn c hnh thnh cng vi vic bao xung quanh n l cc saihng v mt cu trc. Cc nghin cu gn y ch ra c s tn ti cc knh khuyt tt tri di trong mng.Cc knh khuyt tt vi kch thc nh ny lm mng V2O5 tr thnh mi trng dn hoc nh x tt cho ccion kch thc nh nh H+,Li+,Na+,... khi chng xm nhp vo mng.



Tuy nhin, cu trc lp ca tng loi xit li rt kh c nhau, nh cu trc lp V6O13 ng nht hn cu trc lpV2O5. Bi v V6O13 c hnh thnh duy nht t bt din c s VO6 c 6 khong cch V -O trong phm vi0,164 ~ 0,228 . Trong khi , cu trc lp ca V2O5 c hnh thnh t bt din c s VO6 khng bnhthng: 5 khong cch lin kt V-O nm trong khong 0,159 0,202 v khong cch th 6 ln n 0,279 .Trong trng hp ny c th thy nguyn t Vanadi nm gn trong hnh chp y vung, m nh ca n chnhl nguyn t oxy . Gia cc lp VO5 dy khong 0,44 l khong rng c th tch tr mt lng kh lncc ion c kch thc nh, mt khi c in trng phn cc trn mng th cc ion ny rt d dng chuyn ngqua li. Vi kh nng tch thot ion nh vy V2O5 c xem nh l vt liu tr ion trong linh kin hin thin sc (ECD). Cng vi cc cht in li rn cha Li+, lp m ng V2O5 c tc dng nh ngun cung cpion cho qu trnh hot ng ca linh kin ECD. Do hiu sut in sc s c nng cao.Khi t in trng ln mng cc ion A+ kch thc nh nh Li+,Na+, H+ c th xm nhp vo mng tinh thV2O5 trong sut to ra cu trc gi bn AxV2O5, cu trc ny hp th mnh nh sng vng kh kin, khi ichiu phn cc ca in trng cc ion A+ b ht ra v mng li tr v cu trc ban u l V2O5.[3] i vimng mng V2O5 hiu ng in sc c th thc hin bng cch nhng m ng trong dung dch mui lithium. Khic in p mu ca mng thay i t vng nht -> xanh l cy -> xanh sm v mu chuyn ngc li ngc likhi i chiu phn cc ca in p. Nh vy, mng mng V2O5 c kh nng nhn c nhng trng thi mukhc nhau, l mt c im trong hin th in sc.i vt liu in sc s tch thot ion c nghin cu bng ph qut in th vng (Cyclic Voltmetry). Dyin th qut c la chn hp trnh hin tng sinh bt kh v cc tc hi in ha khc. Th ng cctc gi chn dy in th qut nm trong khong 1,0V/SCE n -1,0V/SCE, tc qut t 2-100mV/s.Phn ng trn in cc lm vic m t qu trnh xm nhp v thot ra ca Li+ c biu din nh sau:yLi+ + y e- + V2O5 Liy V2O5 ( 1.3 ).

Cc phn ng oxy ha kh nh trn thng l phn ng thun nghch v hu nh khng lm thay i cu

trc tinh th. Qu trnh tim vo v rt ra ca ion khi mng l qu trnh thun nghch nhng khng hon

ton i xng, do s hnh thnh lp lng cc in trn mt phn gii gia dung dch cht in phn v

mng.



Trong ph nh sng nhn thy truyn qua khong 8% v nng lng mt tri truyn qua khong 6%

Cc phn ng xy ha kh nh l phn ng thun nghch v hu nh khng lm thay i cu trc tinh th. Qutrnh tim vo v rt ra ca ion khi mng l qu trnh thun nghch nhng khng hon ton i xng [2,3], dos hnh thnh lp lng cc in trn mt phn gii gia dung dch cht in phn v mng.i vi qu trnh tim, mt dng tim Ji theo Butler-Volmer c dng:Ji (t) ~ t -1/2 exp {Vi/RgT} (1.4)trong , Vi l in p t vo vt liu trong qu tr nh tim ion, Rg l hng s kh.i vi qu trnh thot ra khi mng ca cc ion, lp Hemholz khng l m nh hng ti s dch chuyn ca ccion t trong mng vo dung dch cht in ly.Mt dng thot c Fraughnan ch ra l gim theo tc t -3/4

1.3 NG DNG CA MNG MNG V2O5 :



Pin Li-ion np x li cPin Li-ion l thit b bin i nng lng gii phng trong phn ng ha hc trc tip th nh nng lng inPin lithium-ion c xut ln u tin bi MS Whittingham (i hc Binghamton ), ti Exxon, trong thpnin 1970. ng Whittingham s dng titan (II) sulfua lm cathode v kim loi lithium lm anode.Trong pin Li-ion, ion Li + s di chuyn qua li gia anode - ni Li c th ha hc cao v cathode ni Li c thha hc thp. Dung lng ca pin ph thuc trc tip v o s lng Li xen vo v thot ra t in cc ca pinPin Li-ion gm 3 phn chnh: 2 in cc (cathode v anode) ngn cch nhau bi cht in ly rn c cha ionlithium. Hn hp Carbon trn kim loi thng c dng lm cc dng, cc mng mng ca cc kim loichuyn tip thng c s dng l m cc m

Khi sc pin, ion Li + trong bn cc d ng tin sang bn cc m-> nh vo mng C ti -> qu trnh sc chmdtKhi x hay s dng pin, qu trnh trn c thc hin theo chiu ngc liKhi pin y nu tip tc xc th dng in khng i qua pin m bin thnh nhit lm nng pin ln -> hng pinTui th ca pin Lithium -Ion c th nh gi thng qua cc vng np in (charge cycles). Mt vng np inc tnh khi 100% dung lng ca pin c s dng ht v np li. Bn ngh rng vy ti s s dng ht 50%



dung lng pin trong mt ngy v cm in np pin qua m, sang hm sau ti li s dng 50%. Nh vykhng tnh l mt vng sc nhng thc t pin cng s tnh l bn s dng 1 vng np. Hu ht pin cho mytnh xch tay c sn xut ra t yu cu phi c vng i t nht l 300-500 vng np, nhng nu pin csn xut v bo qun tt c th tng tui th l n ti 80% so vi vng i gc k c l khi n mc 300 vngnp.Cng ngh mi gip tng hiu sut hot ng ca pin Li -ionGn y, cc nh khoa hc thuc vin cng ngh Georgia pht trin mt loi in cc dng hiu nng caoda trn vt liu phc hp sil icon-cacbon nhm tng hiu sut hot ng ca pin Li -ion trong cc thit b int di ng v tin ti m rng s dng trn cc phng tin vn chuyn chy in v hybrid.

Cu trc ca mt ht phc hp silicon -cacbon

Than ch vs Silicon:Cc loi pin Li-ion hin nay u c cc dng lm bng than ch, mt dng ca cacbon. Chng to ra d ng inbng cch chuyn giao cc ion Lithi gia 2 in cc - cc dng v cc m - thng qua mt cht in phndng lng. Hn na, ion Lithi c th i vo 2 in cc trong sut qu trnh sc v x pin, do pin s c dunglng ln hn. Trn l thuyt, nu cc dng bng silicon th dung lng pin s cao hn nhiu ln so vi ccthan ch nhng loi in cc ny vn cha n nh a vo s dng thc t.c sn xut vi k thut t gn kt, cu trc in cc tr n tn dng nhng th mnh t cng ngh nano tinh chnh c tnh vt liu v khc phc nhng thiu st t loi in cc d ng bng silicon trc y. incc than ch gm nhng ht c khong cch t 15 n 20 micromet. Nu ch n gin thay th nhng ht thanch bng ht silicon c cng kch c th qu trnh gin n v co rt khi ion Lithi ra vo i n cc silicon s khinin cc hng rt nhanh.Vt liu phc hp nano mi s gii quyt vn ny v cho php cc nh ch to pin li dng nhng u imv in lng ca vt liu silicon. Qua , vi c ng mt c pin nhng in nng u ra s cao hn hoc chophp mt vin pin nh sn xut nng lng theo yu cu. Kt qu t cc php o in ca loi in cc trntrong pin dt (pin ng h) cho thy chng c dung l ng cao hn gp 5 ln so vi dung lng ca pin than ch.To nn mt loi pin tt h n:Quy trnh ch to in cc phc hp bt u bng vic h nh thnh mt cu trc dn in phn nhnh dy c tcc ht nano than en c ti cng trong l luyn nhit cao. Nhng khi cu ht nano silicon vi ngknh nh hn 30 nanomet sau s c thit lp bn trong cu trc cacbon qua mt quy tr nh kt ta hi. Lcny, phc hp silicon-cacbon s c cu trc ging nh "nhng qu to treo trn cy."Bng vic s dng grafit cacbon l m cht gn kt dn in, phc hp silicon -cacbon s t t hp thnh nhngkhi cu cng c ch h, lin kt vi cc knh rng bn trong. Cc khi cu vi khong cch cc ht silicon t10 n 30 micromet s c s dng to nn in cc dng. Bn cnh , loi bt phc hp c kch th cln gp hng nghn ln so vi mt ht silicon n l s gip vic ch to in cc tr n n d dng hn.Cc knh rng bn trong khi cu silicon-cacbon thc hin 2 chc nng. Chng tip nhn d ng cht in phn



lng, do pin Li-ion s sc nhanh hn ng thi to ra khong khng silicon c th d n n v co rt mkhng lm h hng in cc. Ngoi ra, cc knh rng v cc ht c kch thc nanomet cng cung cp nhngng khuch tn ion Lithi v o in cc dng nhm tng p cho ngun nng l ng pin.Kch thc ca ht silicon c iu chnh da theo thi gian qu tr nh kt ta xy ra v p lc tc ng ln hthng kt ta. Kch c ca cu trc nhnh nano cacbon v khi cu silicon s quyt nh kch c ca cc khe hbn trong ph c hp.D dng p d ng:K thut ch to n gin v gi thnh thp ca in cc silicon-cacbon c thit k tng thch vi ccquy trnh sn xut pin hin c. Dng cc phc hp nano s c s dng trong cu to ca pin t ng t vicu trc than ch thng thng, do cc nh sn xut c th d dng p dng vt liu mi ny m khng lmthay i dy chuyn sn xut. Ngoi ra, do khi cu phc hp hon thin c kch thc ln nn khi c cvo in cc, k thut t gn kt s gim bt nhng nh h ng n sc khe ca cng nhn khi tip xc vi btnano.Cc nh nghin cu tin hnh th nghim loi in cc mi ny v kt qu cho thy chng c th sc i scli hng trm ln. Tuy nhin, ph gio s Gleb Yushin - khoa khoa hc vt liu v k thut thuc vin cngngh Georgia - tin rng vt liu trn vn gi tnh n nh qua hng nghn ln sc bi cc du hiu ca s suygim kt cu vn khng xut hin trn loi in cc ny. Theo Yushin, nu cng ngh ny mang li nhiu uim vt tri so vi cng ngh c th th trng pin Li-ion s c ci tin v hon ton c th p dng vocc lnh vc khc nh pin mt tri hay xe in.u im ca pin Li-ion so vi cc loi pin thng khcC khi lng nh hn t 20-50%

Cha nhiu nng lng hn



Ca s thng minh

Mt th d l s i mu ca thy tinh thng thy cc loi knh rm eo mt. Loi thy tinh ny c gi lthy tinh c s i mu quang hc (photochromism). Khi ch to ng i ta cho vo thy tinh nhng tinh thchloride bc (silver chloride). Tinh th ny c kh nng hp th tia t ngoi (UV: ultraviolet) trong nh sngmt tri lm en knh khi ra nng. Khi vo nh, ngun t ngoi khng cn knh trong sut tr li. S i muca knh rm l mt p dng da trn mt nguyn l n gin v nh vy rt thng dng.Ca s "thng minh" c mc ch l m gim nng lng tiu dng trong nh. Knh ca s c th lm sm li choma h ngn chn nh sng gay gt ca mt tri. Knh s c lm trong li vo ma ng nh sng ltvo tng thm s m p. V kh nng gim thiu nng lng tiu dng rt cao (20 - 30 % vo ma h), nhu cuca s "thng minh" cho cc ta nh cng ngy cng gia tng. Tuy nhin, loi knh i mu dng cho knh rmkhng thch hp cho ng dng ny. S i m u ca knh cn phi c iu chnh khi cn thit bi ng i dngbng cch thay i in p ca mt ngun in c gn vo knh. Khi nim "i mu in hc"(electrochromism) ra i. Vt liu chnh cho ng dng ny l cc loi oxide ca cc kim loi chuyn tip(transition metals) trong bng phn loi tun hon m in hnh l oxide ca tungsten (k hiu ha hc: W).Oxide kim loi l nhng hp cht v c. Tungsten oxide, WO3, c kho st hn 30 nm nay cho ca s"thng minh". Mt lp mng WO3 c ph ln knh thy tinh bng phng php bc hi chn khng(vacuum evaporation) hay m phun (sputtering). Ngoi ra, nhng vt liu hu c nh bypyridiums (vilogens)cng cho c tnh i mu in hc. Cng ty Pilkington (Anh), mt h ng sn xut thy tinh ln nht th gii, tung ra th trng ca s "thng minh" dng cho cc ta nh vo nm 1998. Tuy nhin, cc loi ca s ny sdng oxide ca kim lo i chuyn tip (th d: WO3) vn cha t tiu chun v gi thnh cn qu cao.Ca s "thng minh" l p dng da vo s truyn qua ca nh sng (light transmission). Ngo i ra, knh "thngminh" cng c mt p dng th v da tr n cn bn phn x nh sng (light reflection), c dng lm knhchiu hu cho nhng chic xe hi sang trng. Khi nh sng n pha ca xe sau chiu vo knh, knh s t ngsm mu gim thiu nh sng lm chi mt. Nguyn tc cng tng t nh cc loi knh rm, nhng cc loiknh rm ch phn ng vi tia t ngoi trong nh sng mt tri, knh chiu hu " thng minh" cm nhy trongvng nh sng thy c.Polymer dn in (polymer c ni lin hp) l vt liu th ba c c tnh i m u in hc. p dng cc loipolymer dn in vo lnh vc ny tr nn rt ph cp, nh qu tr nh ch to n gin, thi gian ng p i



mu ngn v tng phn mu sc tt. Tng t nh trong ng dng pht quang, polymer dn in c mt uth l c th thay i cu trc phn t hin th nhng mu sc khc nhau. Nguyn tc ca s iu chnh mu scCa s i mu in hc tht ra l mt bnh in gii c tit din rt to nh ng rt mng. Bnh in gii c haicc v cht in gii (Hnh 1). lm ca s "thng minh" b nh in gii i mu nhng phi trong sut nhsng truyn qua. Ngc li, knh chiu hu "thng minh" ch cn mt in cc trong sut tip nhn nh sng,in cc kia s phn x nh sng. T ng t nh trong cu trc ca n pht quang (OLED, PLED), oxide d nin c tnh bn cao nh idium-tin-oxide (ITO) thng c dng ph vi mt lp tht mng (~ 100 nm) l nnn thy tinh lm in cc trong sut [1]. Sau , mt lp mng ca vt liu i m u c ph ln lp ITO(Hnh 1). Cht in gii phi cha hp cht ha hc c th i sang mu thch hp. Nu dng WO3 lm vtliu i mu v dung dch lithium perchlorate (LiClO4) l m cht in gii, dng nguyn th WO3 s trongsut. Khi cho mt dng in chy vo bnh in gii (WO3 nhn in t e -), WO3 s kt hp vi Li theo cngthcWO3 (trong sut khng mu) + xLi + xe- LixWO3 (mu xanh)Phn ng in ha ny bin lp ph WO3 tr th nh LixWO3 c mu xanh nht. Khi dng in i chiu, phnng i ngc li, t phi sang tri, LixWO3 tr th nh WO3 trong sut khng nhum mu. Hnh 1 cho thy cutrc ca mt ca s "thng minh".

Hnh 1: Cu trc ca mt ca s "thng minh"

T si "thng minh"Li dng s i mu in hc, cc nh khoa hc ang i u vi mt th thch mi l ch to ra mt loi tsi "thng minh", lm ra vi vc c th bin i mu sc ha nhp vo mi trng xung quanh ngy trang.Nu ta hnh s trong bng ti o tr thnh en, khi ta chui vo bi o s rn ri v khi lang thang trn sa mc os nht mu. Khe di nng lng l mt khi nim c bn a n hai ng dng chnh l s pht quang v si mu. Hai ng dng cho thy mt im chung l mun thay i mu sc th phi iu chnh tr s ca khe dinng lng. Vic ny thc hin bng cch tng hp cc loi polymer dn in mang ni li n hp vi mt khedi c tr s nh trc. Ngoi ra, s i mu cn c quyt nh bi vic xut hin v bin mt ca cc khedi ph do s chuyn hon gia doping/de -doping. T ca s v knh "thng minh" n vt liu "tng hnh" htnhit v cc loi t si bit "i mu" ngy trang hay lm dng, hin tng i mu in hc cho thynhiu p dng th v. Tuy nhin, thi im hin ti th trng cho p dng "i mu" cn rt khim tn v ccb so vi th trng n pht quang, mt lnh vc cng ngh ang pht trin rt nhanh m cc nh kinh t don doanh thu c th t n hng trm t USD vi trong thp nin ti.



CHNG 2 : TNG QUAN V THY TINH

A. THY TINH QUANG HCThy tinh quang hc l mt thut ng truyn thng cho tt c cc lo i knh c nh hng n s truyn

sng in t trong vng t 200nm n 1500nm

Thy tinh quang hc c c trng bi 2 gi tr quang hc chnh:

- Chit sut nd ( 1,4 2,0)

- S Abbe (1/ tn sc) ( 20 90 )

Theo l thuyt th nd = 1,38 2,20 v d = 18-100, tuy nhin trong thc t khong ny gim xung cn nd = 1,4

2,00 v d = 20-90.

(S Abbe:

1D

F C

n

n n

, vi ; ;D F Cn n n ln lt l chit sut ca vt liu ti cc bc sng ca D Fraunhofer: 589,2nm;

486,1nm; 656,3 nm. )

Thy tinh quang hc thng c s dng ch yu trong cc b phn nh thu knh, lng knh trong cc ng

dng to hnh nh, my chiu k thut s, thuyn th ng, truyn dn quang hc v k thut laze.

Mt ci nhn tng quan v cc loi thy tinh quang hc th ng c a ra trong mt s thy tinh

quang hc, trong ch ch n 2 gi tr chnh n d/ d . S c cung cp bi tt c cc nh sn xut thy

tinh ni ting (Ohara, Hoya, Sumita, Pilkington, Corning tr c y), lit k r tng knh trong cc ng dng v tnh cht

quang, l ha khc. n nay chng c phn chia theo lch s pht trin, xem h nh 1:



I. Lch s pht trin Nhng ca hng bn dng c quang hc cng nh nhng ngnh cng nghip thy tinh ban u cho rng

thy tinh khng th ti to, khng bit th nh phn cu to v tnh cht ca thy tinh c lin quan vi

nhau.

Trc nm 1880 ngi ta ch bit n thy tinh cron v flint (xp x c 30 loi)

(Thy tinh cron, bao gm silicate vi -soda, c chit sut thp v ch s Abbe cao, mc d theo nhng quan

im hin ti s Abbe c nh gi mc cao hn.

Thy tinh flint, chit sut cao v s Abbe thp, l i din duy nht ca silicat kim ch . S phn bit mi gia

cron v flint l ch s Abbe, thy tinh flint c d < 50 khi nd > 1.6, v d < 55 khi nd < 1.6. )

Nm 1880, Otto Schott m rng biu thy tinh bng v ic to ra 2 loi thy tinh mi l fluorine

( d rt cao v nd thp) v boron (nd/ d va phi) v bt u s dng BaO ( d va phi, nd cao) lm

thnh phn ca thy tinh. T trong b n thy tinh cn c thy tinh nng (chit sut ln) v nh

(chit sut nh) bn cnh cron v flint.

Nm 1930, bt u s dng cc hp cht khc nh t him (c bit l lantan), Ti, Zn hoc P.

lm hp cht ca thy tinh

m rng biu thy tinh vi nhiu loi thy tinh c tnh cht v thnh phn ha hc khc nhau.

* Mt s thnh phn ca thy tinh



1. SiO2-B2O3-M2O

H thng ny c hnh thnh bi s to thnh mng SiO2 v B2O3. Oxit kim M2O c b sung. S c mt

ca B2O3 v oxit kim l cn thit, khi to thy tinh oxit SiO 2 c nhit nng chy cao. Vic b sung tng tnh

kim loi cho cc thy tinh ny. Thy tinh quang hc B17 l mt trong nhng thy tinh tiu biu ca h ny.

y l thy tinh quang hc c s dng thng xuyn nht v c th sn xut ng lot.

2. SiO2- B2O3-BaO, 3. SiO2 -BaO- M2O

Nu BaO c dng nh mng chnh thay cho oxit ki m hoc B2O3 th s to ra mt h thng thy tinh

ln na. Ngc li vi nhng mng oxit kim th khc, BaO c nhng li th hn hn. Bn cnh PbO, khng

c oxit ha tr 2 khc lm tng chit sut mnh nh BaO. Hn na, BaO cng khng lm gim s Abbe, cng

khng thay i ng truyn UV n nhng bc sng ln hn nh PbO. Thy tinh c cha BaO thng c

cng tt. Trong mt vi loi thy tinh, BaO mt phn c thay th bi ZnO.

4. (SiO2, B2O3)- M2O MO

t c h thng thy tinh ny, oxit ha tr 2 (MO) c thay th cho B2O3. Ch cc oxit ha tr 2

nh ZnO, CaO, PbO c s dng. tr v mt ha hc cao v kt tinh th tt, ZnO c bit quan trng

v n lm tng bn vi nc v axit hn CaO, xp x 10 wt%. Cng c th lm gim nhit nng chy

bng cch thay th ZnO cho SiO 2 v tng knh kim m khng lm tn hi n bn. ZnO hiu qu h n

B2O3. Vic s dng CaO l cho cc sn phm thy tinh c tnh cht ha hc v bn cao. bn ha hc

ca thy tinh ny tng khi hm lng CaO tng.

5. (, B2O3)- PbO



H thng ny l s pha trn ca hai h thng SiO 2 BaO-M2O v SiO2 PbO M2O. V vy nhng thy

tinh ny i din cho mt qu tr nh chuyn i t mt h thy tinh khc. Trong h SiO 2 BaO-M2O,

.

II. Cc loi thy tinh:a) Thy tinh thn thin vi mi trng

Thy tinh c cha Pb c bit n trong thi gian di, n c s dng ch yu trong thy tinh quang hc.

Cng nh cc thnh phn khc, PbO ng mt vai tr quan trng v n lm tng chit sut, gim s Abbe, nh

hng ng k n tn sc, h s l ng chit bng 0. Ngoi ra cn c oxit ca As, Th, Cd cng l thnh phn

ca thy tinh. Tuy nhin chng rt c hi n mi trng sinh thi cng nh sc khe ca con ngi. Do vy,

nm 1980 ngi ta cm hon ton s dng ThO2 v CdO trong vic to mu cho thy tinh quang hc. Cui

thp nin 80 ngi ta cng bt u gim dn vic s dn g Pb l thnh phn ca thy tinh. Nm 1985 As 2O3cng b cm.

Hin nay ngi ta dng mt s cht thay th nh TiO2, Nb2O5, ZrO2, WO3. Vic thay th ny lm

thay i hu ht cc tnh cht vt l v quang hc ca thy tinh, tuy nhin cng c nhng u im l tr v mt

ha hc tng ln, cng cao, im nng chy cao h n v t trng thp hn.(Cc nh nghin cu Anh ch to mt loi knh sinh thi mang tnh cch mng vi kh nng t l m sch. N

l mt trong bn sn phm lt v o vng chung kt gii thng cng ngh Mac Robert do Vin K thut Ho ng

gia Anh trao tng.

c t tn l Pilkington Activ, loi knh sinh thi ny c ch to da trn titan dioxit TiO2. Tin s

Kevin Sanderson, mt thnh vin pht trin Activ ti Trung tm Nghin cu k thut ca cng ty knh hng u

th gii Pilkington, cho bit: "Th ng th TiO2 l mt cht bt mu trng, khng l tng cho sn xut knh,

bi khng th nhn xuyn qua n c. Do vy, chng ti s dng n d i dng mng mng dy 15 nanomet

sao cng ging knh bnh thng cng tt".

Lp TiO2 trn knh c hai c tnh lm cho n tr nn c bit. Th nht, n hp th bc x t ngoi t

nh sng mt tri m gy hiu ng xc tc quang ha, phn hy cht bn tr n knh. Th hai, lp ph lm cho

b mt knh Activ thm nc. iu ny c ngha l khi nc ri xung b mt kinh, cc git nc ht nhau,

hnh thnh nn mt mn nc ch khng phi cc ht ring l. Do vy, nc s ra tri cht bn.

Vi tc dng xc tc quang ha ca m ng TiO2, knh lun kh ro v trng rt sch s. Lp titan s

mt chng mt tun hp th bc x t ngoi bt u phn hy cht bn tr n ca s. Tuy nhin, ngay khi

nng lng, n s phn hy cht bn c trong nhng ng y nhiu my. Pilkington xut s dng loi



knh mi ny nhng ni m vic lau knh gp kh khn v dng cho cc ca s hoc i thin vn tip xc

nhiu vi nh sng mt tri cng nh ma.

Loi knh thn thin vi mi trng ny l kt qu ca mt tin tr nh nghin cu v pht trin lu di,

bt u t u nhng nm 1990. Phi mt 5 - 7 nm cc nh nghin cu mi a c knh mu t phng th

nghim sang dy chuyn sn xut h ng lot. Knh sinh thi khng t h n l bao so vi knh thng thng.

Ngoi vic c s dng cho cc ca s, n c n c th c dng phn hy vi khun E Coli hoc cc loi

khun khc trn b mt knh. Cng c th dng Activ phn hy t nhin cc cht nhim trong khng kh,

chng hn nh formaldehyt v ozon di mt t.)

* Cch chn loi thy tinh: Ty theo mc ch s dng m ngi ta chn cc loi thy tinh ph hp,

cn ch n cc yu t ca thy tinh nh hp thu v truyn qua, tn sc ring phn, h s quang n

hi, gin n, im nng chy, tnh cht c nhit, tnh n hi, cng, tnh tr v mt ha hc.

b) Thy tinh mu

Mu ca thy tinh l so s tt dn hay s khuch i nh sng ti trong v ng nh sng nhn thy (380nm

n 760 nm).

Dng ng truyn qua theo bc sng thng c m t bi:

trong : , c v d l h s tt, nng ca mu v b dy ca thanh, i l truyn qua.



exe v ine l thng lng bc x pht ra v bc x ti.

( ) l

Mu ca thy tinh ph thuc

thnh phn cc ion c trong thy tinh

nng cc ion

iu kin oxi ha kh trong sut qu tr nh nng chy.

c) Thy tinh laser

Thy tinh laser l mt vt liu trng thi rn c kh nng khuch i nh sng bng pht x cm ng.

Dng ph bin nht ca n l thy tinh oxit nhiu thnh phn c kch thch bi ion pht laser chng hn nh

Nd (neodymium).

Trong phn ny, chng ta ch yu ni n thy tinh a th nh phn trong s i lp vi SiO2 c pha

nguyn t t him. Nhng vt liu n y thng c dng trong cc b khuch i si quang c pha tp Er.

Thy tinh laser c ng dng trong nhng h laser ln trong cc nghin cu nhit hch giam cm qun

tnh ng dng cho khoa hc nng lng nhit hch (mt phng php sn sinh nng lng nhit hch bng cch nn mtbao nang nhin liu n mt cao. Mt lot chm tia laser khng kt hp ti trn mt qu cu in mi trong sut trong chn khng

s lm cho n co li di p sut thu c s nhit hch ht nhn.) v vt l v kh, ngoi ra thy tinh laser cng dn

dn c s dng trong cc mi trng cng nghip v phng th nghim. V d, mt ng dng dn u l lnh

vc rn laser(laser shock peening).

Laser shock peening (LSP) l mt trong nhng quy tr nh cng nghip mi nht cho bin dng phn b

mt. Khi chiu mt chm tia laser xung trn mt b mt kim loi, n to ra mt t sng chn ng i qua cc

phi; gy ra mt sng lm bin dng mt lp gn b mt. n ng cao hiu lc, hai lp giao din c thm



vo gia laser v phn cn lm bin dng. Chm tia s c gi vo mt lp ph trong sut mng (th ng l

nc, nhng n cng c th thy tinh hoc thch anh) v sau thng qua mt lp ph hp th (mt mng m u

en sn hoc bng). Cc lp ph v cc hnh thc bc hi v chuyn thnh plasma, do to ra sng c bin

mnh, p lc thi gian ngn. Vi cc thit lp chnh xc, p lc ca l n sng vt qu sc mnh sn lng

nng ng ca kim loi, gy ra bin d ng do ging nh rn bn thng thng. Lp ph cng ngn cn cc b

mt kim loi khi b tan mn hoc nng chy.

d) Thy tinh laser thng mi: c chia lm 3 loi ph thuc vo c ch vn hnh ca cc h laser

c dng.



V d c nhng loi thy tinh laser c thit k cho cng sut nh cao . y, tnh cht laser c ti

u cung cp nng lng d tr v hiu sut chit tch cao nht, dn n cng sut nh cao trong cc ch

pht xung tng t (single shots) c tch ra theo thi gian. Tc lp li ca nhng h thng nh th cao

nht l vi Hz, v thng thng hn l mt n vi pht laser mi ngy.

Cng c mt vi loi thy tinh laser cho cng sut trung b nh cao, tc lp li khong 1 -20 Hz.

Nhng h thng nh th thng c lm mt loi b nhit tch t trong thy tinh trong sut qu tr nh bm

quang hc. Thm vo nhng tnh cht laser tt, nhng thy tinh n y cng c tnh c nhit c tng cng ph

hp vi s ti nhit cao m khng c hin tng nt gy cc b.

Mt v d na l thy tinh dng trong ng dn sng. , thnh phn thy tinh c chn c s n

nh cao trong qu trnh ko thnh si hoc tng thch vi cc cng ngh cu trc, v d s trao i ion, c

s dng trong ch to ng dn sng phng.

(Thy tinh c m t trong nhng phn trc c th c ko thnh si to thnh b khuch i v laser

si quang. Hn na, mt s loi thy tinh cng c c dng ch to cc cu trc ng dn sng phng bng

k thut nh s trao i ion. K thut trao i ion th ng c thc hin nhit di im bin i

(transformation point) ca thy tinh. Tnh cht ca nhng thy tinh n y c s dng cho cc ng dng ng

dn sng phng c cho trong bng 5.15. Bi v nhng thy tinh ny c ng dng ch to cc thi t b

dn sng phng tch cc da tr n s pht x ca Erbium vng sng v tuyn1540 nm

)

* Mt cch khc phn loi thy tinh laser l phn loi theo loi thy tinh. Loi thy tinh laser u ti n

c pht hin l thy tinh lm bng silic ixit (thng thng gi l knh silicat). Ngy nay, thy tinh a thnh

phn



thy tinh laser a thnh phn c s dng ph bin nht l loi c lm bng cc hp cht c Photpho

Nhng thy tinh ny c cht lng quang hc cao c sn mt s tc nhn vi mt v ng tp cht v mc tp

cht rng, v c bit cho hiu sut vt tri cn tr s h hi ca laser khi c vn hnh trong cc ng dng

dng cao.

e) Thy tinh Nd (Neodymi)

Cc tm thy tinh kch thch bng neodymi c dng trong cc laser cc mnh ca nhit hch hm

qun tnh.

Thy tinh neodymi (thy tinh Nd) c to ra bng vic a vo xt neodymi (Nd2O3) trong thy tinh

nng chy.

Cc thy tinh laser Nd trng thi rn c s dng trong cc h thng nhiu tia cng sut cc cao(c

terawatt), nng lng cao (c megajoule) cho nhit hch hm qun tnh. Cc laser thy tinh Nd thng thng l

nhn ba tn s cho ha ba th ba bc sng 351 nm trong cc thit b nhit hch laser.

Thy tinh neodymi c s dng rng ri trong cc n nng sng to ra nh sng "t nhin" hn.

Thy tinh neodymi cng c cp bng sng ch s dng trong cc g ng chiu hu ca t gim s

chi la v ban m.

Cc di hp th sc nt ca neodymi l m cho mu thy tinh thay i theo cc iu kin chiu sng khc

nhau, t c mu ta hi di nh sng ban ngy hay di nh sng ca n nng sng vng, nhng tr thnh

mu lam di nh sng trng ca n hunhg quang, hoc nh xanh lc d i iu kin chiu sng ba mu

Hin tng thay i mu ny c cc nh su tp thy tinh nh gi cao. Neodymi kt hp vi praseodymi to

ra thy tinh "Heliolite" ca Moser. Khi kt hp vi vng hay selen n to ra mu p cho thy tinh,



Mc d Nd l tp cht v ion laser ph bin nht, thng qua s la chn cc ion tp cht khc nhau, hoc

mt mnh, hoc kt hp, c th cho mt vng rng ca bc sng laser. Khi c hn mt ion ch ng c

chn, thng th mt hoc nhiu ion ng vai tr nh mt cht lm nhy cho mt ion laser ban u. Tr ng hp

c in l s pha tp ng thi ca thy tinh laser cha Er v Ytebi. Bng 5.10 lit k nhng bc sng laser c

trong cc thy tinh thng thng vi nhng ion nhy ph bin. Tuy nhi n, bc sng pht x l mt hm ca

thnh phn thy tinh v th nhng gi tr ny ch c gi tr hng dn s b.

III.THY TINH CERAMIC (GCs)

1.Tng quan v thy tinh Ceramic

Thy tinh ceramic- thy tinh c tinh th ha qua mt qu trnh quyt nh v c kim sot kt hp

s sn xut d dng ca thy tinh vi cc c tnh c thm vo m ch c tn ti trng thi tinh th ca vt

cht.

S kim sot qu trnh kt tinh ha ca thy tinh cho php to ra c tinh th c kch thc tng i

nh so vi bc sng ca bc x chiu ti do lm s mt mt do qu trnh tn x nh nht l i vi bc

sng di.

S pha tp trong thy tinh: mt s phn t khng ha tan trong mang lng ng li v to thnh tinh th

mt s v tr trong mng do to ra gm thy tinh c tnh cht khc vi thy tinh lc u

Qu trnh sn xut gm thy tinh gm:

+ Ch to thy tinh ph hp bng qu trnh sn xut thy tinh

+ Lm ngui i v kim tra tnh cht ca thy tinh

+ Thc hin qu trnh gm ha th mt phn thy tinh s kt tinh vo to thnh gm thy tinh



2. Tnh cht ca thy tinh ceramic

So vi thy tinh thng, thy tinh ceramics thng bn v do hn. n v nhit, ngc li, c th cao

hoc thp hn thy tinh thng. Thy tinh ceramic thng th hin s tn hao in mi thp hn thy tinh

thng. Cui cng, tnh bn ha hc ca thy tinh ceramic th ng c tng cng so vi thy tinh.

a) Tnh cht c nhit

* n v nhit: h s n v nhit ca thy tinh ceramic nm trong khong -10 n 25x10-6

0C-1, mt khong kh rng m t vt liu t c. Thc hin kt hp s n v nhit ca tt

c cc kim loi cho php to ra cc thi t b a vt liu di iu kin khng c ng sut

hoc ng sut c kim sot .Mt cch gn ng c th coi gi tr CTE ca G - Cs ph

thuc tuyn tnh vo s lng cc pha.

* H s n hi: do thiu cu trc tinh th, hu ht thy tinh c sut n hi v cc thng

s lin quan khc thp hn l nhng loi tng t c cu trc tinh th. Do , thy tinh

ceramic thng c gi tr E nm gia nhng loi c tinh th v thy tinh ( t 80 ti 150

GPa)

* bn, cng, gii hn bn : tng cng bn l mt c trng ca thy tinh

ceramics:

- bn ca G-Cs c tng cng, gp nhiu hn hai ln bn ca thy tinh

- bn ca G-Cs khng ch ph thuc vo s lng pha m cn ph thuc vo vi cu trc bn

trong c bit l gn hoc ti b mt G -Cs

- Cc tinh th c lng vo nhau hay khng, hay u tin nh hng tinh th hay thm ch c mng

b li kt hp vi cc pha kt tinh u nh h ng n bn ca G-Cs.

- cng v gii hn bn ca l c trng thng dng ca tnh fracture (nt gy) ca G-Cs

- cng c xc nh bng phng php kim cng vi lm

- Hm lng tinh th v vi cu trc ca G-Cs cng nh hng n cng v gii hn bn ca G-

Cs

b) Tnh cht in ng lc

* Tnh cch in: bn cch in ca thy tinh ceramics ln ca in trng ch

ph v tnh cch in thng tt hn nhiu ceramics v thy tinh tng ng.



* khc x v hp th: khc x ca hu ht thy tinh ceramics nm trong khong t

1.5 ti 2.0 trong vng nh sng nhn thy v hng ngoi, ni m gi tr truyn qua ch yu ph

thuc vo bc sng ta quan tm.

* S tn x: dung tch tn x cc bc x bi tinh th l mt trong nhng kha cnh th v

nht ca thy tinh ceramics. Thy tinh ceramics tht s gn y c s dng lm vt

liu th cho cc th nghim tn x ph thuc bc sng v phn tch ph UV-VIS.

* Tnh phi tuyn: thy tinh ceramics c pht trin th hin nh mt b chuyn i

tn s trn, vt liu pht quang, laser hosts...nh v o cc yu t tham gia hot ng trong

qu trnh quang phi tuyn trong pha tinh th.

3. Phn loi

a) Thy tinh ceramics Zerodur

- Zerodur G-Cs l vt liu v c, khng b xp do Schot ch to bng qu tr nh kt tinh controlled

volume

- Zerodur G-Cs cha 1 pha tinh th v cc pha thy tinh cn li a n vt liu c tnh cht khc vi

thy tinh lc u

- Tnh cht ca Zerodur G-Cs :

+ Gin n v nhit rt thp: CTE: 0 0,10 x 10-6/K

+ Tnh ng nht ca vt liu cao

+ Hot ng c nhit cao: ln ti 600oC

+ C truyn qua cao trong vng t 400 n 2300 nm

- ng dng ca Zerodur G-Cs :

+Trong quang hc: s dng trong cc thit b nh knh thin vn v cc thit b quang cn vt liu

c h s n v nhit thp.

+ Trong vi quang khc: Zerodur c dng nh mt b phn k thut di ng trong b m v my qut, n

cng l vt liu nn l tng trong quang phn x trong k thut quang khc EUV.

Documents

Bài tập môn: Quang Học Ứng Dụng - mientayvn.commientayvn.com/Cao hoc quang dien tu/Semina tren lop/Quang_hoc_ung... · trên rất nhiều vật liệu khác nhau kể các