文献类型：会议论文

中文题名：纳米材料氧化钒相变的热学性能研究

作者：于惠梅[1];张恒[2];伍滨和[3];林绍梁[1];高彦峰[2];唐颂超[1]

机构：[1]华东理工大学材料科学与工程学院;[2]上海大学材料科学与工程学院;[3]东华大学理学院

会议论文集：中国化学会第七届全国热分析动力学与热动力学学术会议会议摘要集

会议日期：20190419

会议地点：中国安徽合肥

语种：中文

中文关键词：光热效应;纳米粒子;热学性能;氧化钒

摘要：1959年,贝尔实验室Morin首次报道了钒和钛的某些氧化物具有半导体-金属相变特性,其中VO在已知相变材料中的相变温度最接近室温,它在68℃左右发生可逆的固固相变。由于在整个相变的过程中,VO的相邻原子保持关系进行有序的滑移,不存在原子的长程扩散,VO的相变属于一级非扩散相变,类似于马氏体相变,可以在极短的时间内完成。金属纳米结构能够将束缚在其表面的等离激元转换为焦耳热,改变材料的热学、光学和电学等物理特性,具有显著的光热效应。利用光热效应诱导氧化钒相变,能够极大的改变材料的介电常数等光学性质,从而产生非线性的光学响应。因此,相变过程将是调控光热效应的全新自由度。其中,对这一现象的理论模拟需要综合考虑光学、热学和相变过程等多物理场的作用规律。本文介绍了氧化钒纳米粒子的非线性光热效应的理论分析方法及其结构。我们利用体积分方程方法求解电磁波散射特性,充分考虑纳米粒子的热传导和热对流等热量交换形式,自洽分析了光热效应诱导的材料相变过程,最终得到该纳米结构的非线性光热效应。研究结果表明利用光热效应诱导的相变过程能够有效地改变纳米粒子的散射和吸收特性。同时,利用纳米粒子二聚体的电磁增强效应与光热效应,还能够通过温度表征进行亚微米的长度测量。最后,采用热分析动力学方法计算了不同掺钨量下相变活化能的变化,来分析掺钨降低二氧化钒相变温度的机理。