EC电致变色玻璃材料
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专利名称:EC型电致变色夹胶玻璃以及基于它的智能调光系统专利类型:发明专利
发明人:张林
申请号:CN201310250254.4
申请日:20130617
公开号:CN103345097A
公开日:
20131009
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明公开了一种基于EC型电致变色夹胶玻璃的智能调光系统,包括EC型电致变色夹胶玻璃、直流电源、感应装置和控制器,EC型电致变色夹胶玻璃为由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、第二电致变色膜层和第二导电玻璃组成变色互补式EC型电致变色夹胶玻璃,或由第一导电玻璃、第一电致变色膜层、导离子电解质胶片、离子储存膜层和第二导电玻璃组成变色非互补式EC型电致变色夹胶玻璃。
本发明能实现优势互补,不仅能防盗、防爆、防紫外线、防脱落伤人,而且还能随四季或早晚室外温度不同而智能调光,并能控制进入室内或车内的可见光、红外光及它们携带的热量,使建筑物或汽车内部冬暖夏凉,减少空调等耗能电器的使用率。
申请人:张林
地址:350000 福建省福州市鼓楼区五四路260号
国籍:CN
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ec调光玻璃隔热原理EC调光玻璃是一种可以自动调节透光度的特殊玻璃材料。
它的隔热原理是基于电致变色效应,通过电场的作用,改变玻璃的光透射率,从而达到控制室内光线和热量的目的。
EC调光玻璃内部有一层特殊的电致变色薄膜,这种薄膜由两层透明导电玻璃夹层组成。
当外加电压施加在这两层导电玻璃上时,电致变色薄膜中的离子会发生迁移,使得薄膜的光学性质发生变化。
通过调节电压大小,可以改变薄膜的吸收和透射光谱,从而调节玻璃的透光度。
当EC调光玻璃处于断电状态时,玻璃处于透明状态,可以充分利用自然光线照射室内,减少对人眼的刺激,并且可以让室内温度保持较为稳定。
当需要调节室内光线时,只需施加适当的电压,EC调光玻璃就会调整透光度,实现遮光、隐私保护等功能。
EC调光玻璃的隔热原理主要是通过调节透光度来控制室内的光线和热量。
当玻璃透光度较高时,可以让室内充分利用自然光线,减少照明设备的使用,降低电能消耗,提高能源利用效率。
而当玻璃透光度较低时,可以有效阻挡外界的阳光辐射,减少室内的热量吸收,降低空调的负荷,实现节能减排的目标。
EC调光玻璃不仅具备隔热功能,还可以提供良好的隐私保护。
在需要保护隐私的场所,如会议室、病房等,通过调节玻璃的透光度,可以实现即时的遮挡效果,避免了传统窗帘或百叶窗的使用。
同时,EC调光玻璃还可以根据室内外光线的变化,自动调节透光度,保持室内的舒适度。
EC调光玻璃通过电致变色效应实现了对光线的调节,从而达到隔热的效果。
它不仅可以减少室内外温差,降低能源消耗,还可以提供隐私保护和舒适的室内环境。
随着科技的不断进步,EC调光玻璃将在建筑、汽车等领域中得到广泛应用,为人们带来更加智能和舒适的生活体验。
ec电致变色技术参数EC电致变色技术是一种利用电场作用使材料颜色发生变化的技术。
它是一种智能光学材料,具有快速响应、低功耗和可调节颜色等特点,被广泛应用于光电显示、光学相机、光学存储和光学传感等领域。
EC电致变色技术的参数主要包括响应时间、色调范围、透光率、电压和功耗等。
响应时间是指EC电致变色技术材料从一个颜色状态切换到另一个颜色状态所需要的时间。
通常情况下,响应时间越短,材料的颜色切换速度越快。
目前,响应时间已经可以达到毫秒级别,满足了实际应用的需求。
色调范围是指EC电致变色技术材料可以实现的颜色变化范围。
通过调节电场的强度,可以使材料从透明到不同的颜色状态,如红色、绿色、蓝色等。
色调范围越广,材料的应用场景就越广泛。
透光率是指EC电致变色技术材料在不同颜色状态下的透光性能。
通过调节电场的强度,可以控制材料的透光率,从而实现不同颜色状态下的可见光透过程度。
透光率高的材料可以实现高质量的显示效果,适用于高要求的显示设备。
电压是指EC电致变色技术材料在变色过程中所需的电压。
通常情况下,电压越低,材料的功耗越低,能够实现更高效的能源利用。
目前,EC电致变色技术已经可以实现低电压驱动,降低了功耗,提高了设备的可靠性和稳定性。
功耗是指EC电致变色技术材料在工作状态下所消耗的能量。
低功耗是EC电致变色技术的一个重要特点,它使得设备在长时间使用过程中能够节省能源,延长电池使用寿命,从而提高设备的使用效率。
EC电致变色技术的参数包括响应时间、色调范围、透光率、电压和功耗等。
这些参数直接关系到技术的实际应用效果和性能表现。
随着科技的不断进步和创新,相信EC电致变色技术将在更多领域发挥重要作用,为人们的生活带来更多便利和舒适。
3教育部跨世纪优秀人才资助项目;江苏省自然科学基金项目资助(B K2004121) 沈庆月:女,1981年生,硕士研究生,从事功能高分子材料研究 陆春华:通讯联系人 E 2mail :chhlu @电致变色材料的变色机理及其研究进展3沈庆月,陆春华,许仲梓(南京工业大学材料学院,南京210009) 摘要 电致变色材料是目前公认的最有发展前途的智能材料之一。
简要介绍了无机电致变色材料(如WO 3、MoO 3、NiO 、IrO x 等)和有机电致变色材料(如紫罗精、稀土酞花菁、聚苯胺等)这两种不同类型的变色材料及其研究现状,阐述了电致变色现象及其变色机理,并展望了其应用前景和发展方向。
关键词 电致变色 有机电致变色材料 无机电致变色材料 变色机理中图分类号:O484 文献标识码:A Color 2changing Mechanism of Electrochromic Materials and Their R esearch ProgressSH EN Qingyue ,L U Chunhua ,XU Zhongzi(College of Materials Science and Technology ,Nanjing University of Technology ,Nanjing 210009)Abstract Electrochromic material is one kind of acknowledged prospective intelligence materials at present.In this article ,inorganic electrochromic materials such as WO 3,MoO 3,NiO ,IrO x and organic elctrochromic materials such as viologen ,rare earth phthalocyanin ,polyaniline and their current situation are briefly introduced.At the same time ,their color 2changing mechanisms are explained ,and their application foreground and developing direction are presented.K ey w ords electrochromism ,organic electrochromic material ,inorganic electrochromic material ,color 2chan 2ging mechanism 电致变色(Electrochromism ,简写为EC )是指在电流或电场的作用下,材料发生光吸收或光散射,从而导致颜色产生可逆变化的现象。
电致变色技术
简单来说,所谓的电致变色就是材料(EC薄膜)的光学属性(反射率、透过率、吸收率)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象。
EC薄膜材料在电场作用下会发生氧化还原反应,产生对光的透过率和反射率的变化,进而实现产品外观颜色或透明度的变化。
有关于电致变色的记录最早可追溯到20世纪30年代,当时有德国科学家首次注意到氧化钨的电化学着色现象。
电致变色的概念则于20世纪60年代正式提出,1969年就曾有人使用WO3薄膜(一种变色材料)做出了电致变色器件。
在智能手机之前,电致变色工艺主要应用在建筑和交通领域,比如一些高端酒店会使用基于电致变色的灵巧窗,这种窗户可通过改变自身颜色来控制射入房间的光照强度,不仅可以实时保护隐私还能带来冬暖夏凉的效果。
再比如,很多飞机也早已淘汰了机械式遮阳板,改用基于电致变色材料做的舷窗,可手动或自动调节窗户颜色的深浅从而达到遮阳的效果。
此外,电致变色工艺还出现在了很多汽车上,一些防眩光的后视镜就利用电致变色技术自动变色来减少反射率,部分
新款的电动汽车还使用电致变色材料作为内部的装饰以提升科技感。
ec电致变色技术参数
EC(electrochromic)电致变色技术是一种基于电化学反应原理的智能材料,可以实现改变材料颜色的功能。
其主要技术参数包括:
1. 响应时间:EC电致变色技术的响应时间一般为几秒至半分钟不等,可以根据具体应用的要求进行调整。
2. 变色速度:EC电致变色技术的变色速度主要取决于电压施加的大小和变色材料的性能,一般变色速度可以达到每秒几个百分比的颜色变化。
3. 变色范围:EC电致变色技术可以实现从透明到不同颜色的变化,变色范围可以根据具体需求进行调整,一般可以涵盖全彩色范围。
4. 透光率:EC电致变色技术的透光率是指材料在不同颜色状态下的透光程度,一般可以通过改变施加的电压来实现透光率的调节,透光率范围通常在3-60%之间。
5. 耐久性:EC电致变色技术的耐久性主要取决于材料的品质和使用环境,一般可达到数万次的循环变色使用寿命。
6. 能耗:EC电致变色技术在变色过程中需要施加电压,能耗取决于施加的电压大小和变色时间,一般较低,适用于低功耗应用。
以上是EC电致变色技术的一些主要参数,具体的技术参数还需根据具体应用需求和材料性能来确定。
光学中的一道光环--电致变色摘要随着现代化进程的高速发展,技术革新在各个领域如雨后春笋般出现。
备受瞩目的就是:电致发光、电致发光、太阳能等技术在世界各国勃勃兴起。
它的革新除了本行业的进步,也为其它的领域的发展提供了一个重要的契机。
近些年电致发光是一项研究很热门的一个领域。
电致变色的材料有很多种,可以在材料类型上进行分类,如无机变色材料,有机变色材料。
不同的材料在不同的条件下,所表现出来的功能有很大的差异,同时变色材料在一定程度上都有各自的缺陷,我们需要进行更深入的对其探讨、研究,以便做出出色的成果。
本文在参阅国内外对变色材料的研究的文献基础上,对电致变色这一现象进行深入的探讨。
了解电致变色的工作机理,材料组成,以及不同材料的优缺点,以便以后对电致变色的研究打下良好的基础。
太多关键字:技术革新,电致发光,电致发光,太阳能,变色材料,应用趋势,工作机理关键词 3-5就可以了绪论随着电致变色技术在汽车、建筑、印刷等大领域的广泛应用,我国电致变色技术研究出现了一个空前的热潮,石墨烯纳米材料、透明电极、导电聚合物等高科技产品和物质不断被开发出来。
许多的专家对变色材料进行深入的研究,并使许多的材料投入使用,起到巨大的经济效益。
而现实中,变色材料体现出他特有的性能,得到广大消费者的青睐。
为消费者提供便利的同时,促进了变色材料的新革命。
1电致变色的介绍1.1电致变色的概念电致变色(Electrochromism, EC)是指材料在紫外、可见光或(和)近红外区域的光学属性(透射率、反射率或吸收率)在外加电场作用下产生稳定的可逆变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。
具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。
用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。
1.2 电致变色的工作原理电致变色材料在外加电场作用下发生电化学氧化还原反应,得失电子,使材料的颜色发生变化。
器件结构从上到下分别为:玻璃或透明基底材料、透明导电层(如:ITO)、电致变色层、电解质层、离子存储层、透明导电层(如:ITO)、玻璃或透明基底材料器件工作时,在两个透明导电层之间加上一定的电压,电致变色层材料在电压作用下发生氧化还原反应,颜色发生变化;而电解质层则由特殊的导电材料组成,如包含有高氯酸锂、高氯酸纳等的溶液或固体电解质材料;离子存储层在电致变色材料发生氧化还原反应时起到储存相应的反离子,保持整个体系电荷平衡的作用,离子存储层也可以为一种与前面一层电致变色材料变色性能相反的电致变色材料,这样可以起到颜色叠加或互补的作用。
电致变色的原理和器件结构2010-10-19电致变色(eletrochromism,EC)是指材料在交替的高低或正负外电场的作用下,通过注进或抽取电荷(离子或电子),从而在低透射率的致色状态或高透色率的消色状态之间产生可逆变化的一种特殊现象,在外观性能上则表现为颜色及透明度的可逆变化。
自从20世纪60年代国外学者Plant首先提出电致变色概念以来,电致变色现象就引起了人们广泛关注。
电致变色器件在诸多领域的巨大应用潜力,吸引了世界上很多国家不仅在应用基础研究,而且更在实用器件的研究上投人了大量的职员和资金,以求在这方面取得突破。
1.电致变色的发展历史电致变色是在电流或电场的作用下,材料发生可逆变色的现象。
早在20世纪30年代就有关于电致变色的初步报道。
从20世纪60年代国外学者Plant首先提出电致变色概念以来,电致变色现象引起了人们的广泛关注。
1969年Deb 首次用无定型WO3薄膜制作电致变色器件,并提出了"氧空位机理",Deb也因此被以为是这一现象的发现者。
后来在70年代人们发现MoO3、TiO2、IrO、NiO等很多过渡金属氧化物同样具有电致变色性质,并意识到电致变色现象独特的优点和潜伏的应用远景,出现了大量的有关电致变色机理和无机变色材料的报道。
70年代中期到80年代初期,对电致变色现象的研究多局限于电子显示器件及其响应时间上。
在此期间,美国科学家mpert和瑞典科学家C.G.Granqvist等提出了以电致变色膜为基础的一种新型节能窗,称为灵巧窗―smartwindow。
80年代以来,有机变色材料的研究和变色器件的制备成为一个日益活跃的研究领域,积极寻找和竞相研究电致变色材料已成为该年代材料科学界迅速兴起的热门。
mpert提出的灵巧窗被以为是电致变色研究的一个里程碑。
1994年第一届国际电致变色会议召开,会议讨论内容涉及电致变色器件,材料的电致变色特性,电致变色应用中的电解质,以及电致变色器件中的导电聚合物等。
电致变色玻璃的结构及组成电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场或电流的作用下发生稳定、连续、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。
具有电致变色性能的材料称为电致变色材料。
采用电致变色材料制成的玻璃称为电致变色玻璃。
电致变色玻璃的基本结构都是由两片玻璃基材和夹在其中的透明导电层(TC)、离子存储层(CE 层)、离子导体层(IC 层)、电致变色层(EC 层)五层薄膜材料构成。
1.透明导电层(TC 层)透明导电层(TC)与玻璃基材一起构成透明导电玻璃作为透明电极,它是一层导电薄膜,需要具有高光通过率、高的电导率、较强的耐酸碱能力。
掺锡氧化铟(ITO)是目前ECG 中最常用的TC 层材料,具有高光通过率、高电导率和化学结构稳定的优点。
但是铟是一种稀土元素,储量少价格昂贵,且ITO 的制作成本高、技术复杂。
另外两种较为流行的TC 层材料替代品是掺氟氧化锡(FTO)和掺铝氧化锌(AZO)。
FTO 化学稳定性好、力学性能好,但光透过率较低、电阻较高。
AZO 制备较为简单,但稳定性较差。
透明石墨烯导电薄膜是一种有前景的新型材料,但是目前技术成熟度较低。
2.离子储存层(CE 层)离子储存层(CE)起离子平衡作用,用于提供和储存变色所需的离子,一般使用可逆氧化还原物质。
CE 层在EC 层发生电致变色反应时起到存储反应离子和平衡电荷的作用。
CE 层电致变色材料是可以与EC 层相同的材料,也可以是和EC 层极性相反的材料,这样可以起到颜色叠加和互补的作用。
EC 层为WO 3时,CE 层可为WO 3、NiO 或TiO 2、有机材料等弱致色氧化还原材料。
3.离子导体层(IC 层)离子导体层(IC)也称为电解质层,用于传导变色反应过程中所需的离子。
IC 层需要有高离子透过率、低电子透过率,有液体、凝胶和固体三种。
IC 层材料通常由电解质分散到相关溶剂中制成。
分散液多为有机溶剂,存在腐蚀性强、化学稳定性差等不利因素。
紫精类电致变色材料及器件的研究综述应化研究生2011级摘要电致变色是指电致变色材料在电场作用下,材料的颜色会随着其氧化态和还原态的相互转化而发生可逆改变的一种现象[1]。
在外观上则表现为使材料的透射与反射特性及其颜色发生可逆改变。
电致变色材料作为一种很有应用前景的新型功能材料,在大型显示、光电开关、电致变色存储器件、建筑窗玻璃及其灵巧窗等领域都有广泛的应用前景。
电致变色(Electrochromic, EC)结合纳米技术是近年发展起来的成本最低、最有希望实现彩色化和商品化的新型显示技术。
1.电致变色材料概述电致变色材料必须要具有良好的离子和电子导电性、较高的对比度、变色效率和循环周期性能。
主要可分为无机电致变色材料和有机电致变色材料。
无机电致变色材料主要是以WO3等过渡金属氧化物为代表,这些过渡金属氧化物通过离子和电子的共注入和共抽出,使其化学价态或晶体结构发生变化,从而实现着色和褪色的可逆过程。
对无机电致变色材料的研究最早也较为成熟的,其性能稳定,但是其变色响应慢,着色效率不高。
有机电致变色材料主要是以紫精等有共扼体系的分子为代表,是通过电子得失发生的氧化还原反应来实现着色和褪色的可逆变化。
主要包括有机小分子,如紫精;金属配位络合物,如酞化菁;有机导电聚合物,如聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。
与无机电致变色材料相比,有机电致变色材料主要的优点为:一,有机电致变色材料变色速度很快;二,不需要偏振片,视角大,几乎不存在视角限制;三,有机电致变色材料着色合褪色对比度很高,同时,不同灰度可以通过外加电场的大小来实现,这就意味着有机电致变色材料在超薄平板显示器件方面具有其他平板显示器不可比拟的优越性;四.有机电致变色材料驱动电压很低,可降低能耗节省能源;同时,即使断电后,也能保持变色效果,具有记忆功能;五.有机电致变色材料种类繁多,可以通过对有机分子的“剪裁”或者“嫁接”,得到色彩不同的变色材料。
当然,有机电致变色材料也存在一些缺点,如化学稳定性不好,抗紫外辐射能力比较低,不耐高温,有些有机电致变色材料有毒,对封装要求严格。
电致变色玻璃原理电致变色玻璃(Electrochromic Glass, 简称EC Glass)是一种可以通过电压控制颜色的先进材料。
它可以从透明状态迅速转变为有色状态,而且这种转变可以反复进行。
EC玻璃的原理基于电致变色现象,其核心是一种特殊的电致变色材料,常见的有氧化钨、氧化镓等。
下面将详细介绍电致变色玻璃的原理。
一、电致变色现象简介电致变色现象是指某些材料在外加电场的作用下能够改变其吸收或反射光的颜色的现象。
这种现象是由电致变色材料内部电子的分布和运动状态发生变化所引起的。
电致变色现象的实现需要两个电极分别接入直流电源,并在电致变色材料之间形成电场。
二、电致变色玻璃的结构电致变色玻璃通常由多层薄膜构成。
其基本结构包括电致变色层、电解质层、离子储存层和电极层。
电致变色材料通常被沉积在透明的导电玻璃表面上,与电解质层相邻。
电解质层中含有可溶的离子,常见的是锂离子。
离子储存层用于储存电解质层中的离子,阻止其流失。
电极层则常用透明导电氧化物薄膜制成,如氧化锡。
三、电致变色玻璃的工作原理电致变色玻璃的工作原理可以简单概括为以下几个步骤:1. 电致变色材料的无色状态:在没有外加电场的情况下,电致变色材料大部分处于无色状态。
此时,电解质层中的离子没有迁移。
2. 施加电压:当施加正向电压(正向电压和电解质层接触的一侧为阳极)时,电解质层中的离子开始向电致变色材料移动。
同时,电极层中的电子也开始向电致变色材料移动。
3. 电解质层中离子的注入:离子经过电解质层进入电致变色材料,这些离子的注入改变了材料的电子结构,使其吸收或反射光的特性发生变化。
4. 变色状态:材料经过电解质层中的离子注入后,开始呈现有色状态,颜色的深浅程度取决于注入的离子数量。
这种颜色状态可以持续存在,只要保持施加电压,离子就不会重新返回电解质层。
5. 关闭电源:当电源关闭时,电解质层中的离子不再注入电致变色材料,随着离子的重新分布,材料逐渐恢复无色状态。
ec镜子原理EC镜子原理EC镜子,全称为电子控制镜子(Electronic Controlled Mirror),是一种利用电流控制反射率的镜子。
EC镜子的原理基于电致变色技术,通过改变材料的折射率或反射率来实现镜子的开关和调节功能。
EC镜子由两层透明电极、夹层电解质和两层镀膜玻璃组成。
其中的电解质是一种特殊的电解液,具有高离子导电性能。
两层透明电极分别连接外部电源,通过调节电压的大小,控制电解质中离子的运动,从而改变材料的折射率或反射率。
当施加电压时,电解质中的离子会被电场吸引到电极上,形成一个透明的电致变色层,使镜子呈现出高反射状态。
当去掉电压时,电解质中的离子回复到原位,电致变色层消失,镜子变为透明状态。
EC镜子的工作原理是通过改变材料的折射率或反射率来实现光的控制。
当EC镜子处于高反射状态时,镜子表面的反射率较高,光线遇到镜子会被反射回去,人眼看到的是镜面上的反射图像。
而当EC镜子处于透明状态时,镜子表面的反射率较低,光线能够穿透镜子,人眼看到的是镜子背后的物体。
EC镜子的应用非常广泛。
在家庭和商业场所中,EC镜子可以用作智能化窗户,可以根据室内外光线的变化来调节镜面的反射率,实现自动调光的功能。
在汽车领域,EC镜子可以用作后视镜,通过控制镜子的反射率,可以抵消夜间或强光照射下的反射问题,提高驾驶安全性。
此外,EC镜子还可以应用于信息显示领域,通过控制镜子的透明度和反射率,实现图像的投影和显示。
EC镜子的优点是具有快速响应、高可靠性、低功耗和长寿命等特点。
由于EC镜子是利用电流控制的,响应速度非常快,可以在几毫秒内完成反射率的调节。
同时,EC镜子的结构简单,不需要机械部件,因此具有较高的可靠性和稳定性。
另外,EC镜子的功耗较低,只需要在状态切换时短暂施加电压,其余时间可以保持状态而不需要消耗能源。
此外,EC镜子的寿命较长,可以经受数百万次的状态切换,使用寿命远远超过传统的机械开关镜子。
EC镜子是一种利用电致变色技术实现镜子开关和调节功能的装置。
ec镜片原理-回复EC镜片(Electrochromic lenses)是一种先进的光学材料,可根据外界光线的强弱自动调节其颜色和透明度。
在这篇文章中,我们将一步一步地解释EC镜片的原理和工作过程。
第一步:什么是EC镜片?EC镜片是一种能够改变颜色和透明度的特殊光学镜片。
它由多层材料构成,包括两层透明导电膜、一层电解质以及一层嵌有可变颜料的镀膜。
EC镜片可以通过控制电流来改变其颜色和透明度,从而提供不同的光学效果。
第二步:EC镜片的工作原理是什么?EC镜片利用电致变色(Electrochromism)的原理来实现颜色和透明度的调节。
当施加电流时,EC镜片中的电解质会产生化学反应,使得可变颜料发生氧化还原反应。
这种反应会改变可变颜料的分子结构,从而改变其颜色和透明度。
第三步:EC镜片是如何控制颜色和透明度的?EC镜片通过调节施加到导电膜上的电流来控制颜色和透明度。
当没有电流通过时,EC镜片是完全透明的。
当施加正向电流时,EC镜片会变为深灰色或蓝色,使其充分阻挡强光。
当施加反向电流时,EC镜片会变为较浅的颜色,允许更多光线通过。
第四步:EC镜片的电流控制是如何实现的?EC镜片的电流控制是通过连接到镜片的电池或电源来实现的。
通常,这些电源由可调节的控制器控制,用户可以根据自己的需要调整电流的大小。
有些EC镜片还配备了智能系统,可以自动感知光线的变化并调整电流输出,以提供最佳的视觉舒适度和保护。
第五步:EC镜片的优点和应用领域是什么?EC镜片具有许多优点,使其在各种应用领域得到广泛应用。
首先,它可以根据环境的亮度自动调节颜色和透明度,从而保护眼睛免受强烈光线的刺激。
其次,EC镜片还可以提供抗紫外线和抗眩光的功能,为用户提供更好的视觉体验。
此外,EC镜片的反应速度非常快,可以在几秒钟内完成颜色和透明度的变化。
在应用领域方面,EC镜片被广泛应用于眼镜、车辆、建筑窗户等产品中。
例如,一些智能眼镜使用EC镜片,可以根据环境光线自动调节颜色和透明度,提供更好的视觉保护和舒适性。
电控玻璃原理
电控玻璃,又称智能玻璃或变色玻璃,是一种可以通过电流控制透明度的高科
技玻璃产品。
它在玻璃行业中具有革命性的意义,广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
本文将介绍电控玻璃的原理及其应用。
电控玻璃的原理是基于PDLC(聚合物分散液晶)技术。
PDLC是由两层ITO (氧化铟锡)导电膜之间夹有微米级液晶颗粒的复合材料。
在正常状态下,液晶颗粒呈现无序排列,玻璃呈现半透明状态。
当施加电压时,ITO导电膜之间的电场会
使液晶颗粒重新排列,从而使玻璃呈现透明状态。
通过控制电压的大小和频率,可以实现玻璃的透明度调节。
电控玻璃具有快速响应、低功耗、无污染等优点。
在建筑领域,它可以应用于
隐私玻璃、遮阳玻璃、节能玻璃等方面。
在汽车领域,它可以应用于智能车窗、车顶玻璃、后视镜等方面。
在航空航天领域,它可以应用于飞机舷窗、舱内隔断等方面。
电控玻璃的应用领域非常广泛,给人们的生活和工作带来了极大的便利。
除了PDLC技术,电控玻璃还可以采用EC(电致变色)技术。
EC技术是通过
在玻璃表面涂覆一层氧化钨薄膜和一层离子导电涂层,施加电压时可以改变玻璃的颜色和透明度。
EC技术的电控玻璃具有切换速度快、色彩丰富、适应性强等特点。
它适用于建筑、汽车、电子产品等多个领域。
总的来说,电控玻璃是一种具有巨大潜力的高新技术产品。
它的原理简单清晰,应用广泛多样。
随着科技的不断进步,相信电控玻璃在未来会有更广阔的发展空间,为人们的生活带来更多的便利和惊喜。
河南建材201812020年第6期电致变色玻璃的研究进展刘鉴宁天津工业大学材料科学与工程学院(300387)摘要:电致变色玻璃是由透明导电层、离子储存层、电致变色层和电解质层所构成。
当两个透明导电层通电后,离子和电子会共同注入电致变色层中,导致其发生颜色变化。
此时的离子存储层主要是储存变色层反应时相应的反离子,维持体系中电荷的平衡。
文章主要综述了电致变色玻璃的研究进展,并对其应用发展提出了展望。
关键词:电致变色玻璃;离子储存层;电解质层;电致变色层0前言电致变色玻璃的核心结构主要包括:电致变色层、离子储存层和电解质层。
电致变色玻璃是一种在电流和电压的作用下能够可逆地调节光的透射率和反射率的功能性玻璃。
当电致变色玻璃的颜色发生变化时,其改变了可见光的透过率,实现了智能调节的功能[1]。
通过对比电致变色玻璃和传统型玻璃可以发现,电致变色玻璃可以有效地减少能量流失,更具有发展前景[2]。
1电致变色玻璃结构1.1透明导电层透明导电层(简称TC)的主要作用是在电致变色层发生变色时提供电子,因此对透明导电层具有良好的导电效果[3]。
1.2电致变色层电致变色层(简称EC)是器件变色过程中的重要组成结构,一般制备电致变色的材料要具备灵敏度高、可循环性良好等优势,其中,制备电致变色层的材料主要可以分为两大类:有机变色材料和无机变色材料。
1.3电解质层电解质层(简称IC)的主要作用是为离子(如H+、Li+等小半径阳离子)在变色层和储存层之间的传输提供通道和介质[4]。
离子传输速率的快慢取决于电解质层的离子导电能力,因此电解质层的材料一般要求有较高的离子导电率和电子电阻率,这表明电解质层既能传输导电离子又能阻止电子的通过。
到现在为止,研究较多的电解质材料有:液态电解质、固态有机电解质和凝胶电解质。
液态电解质由于它的易于泄露、交通不便等缺点已经基本被淘汰。
固态有机电解质的导电率太低,无法满足实际的要求,故使用的范围也十分有限。
目录第一章总论1一、项目概况1二、项目提出的过程与理由错误!未定义书签。
三、报告编制依据错误!未定义书签。
第二章项目建设背景与必要性错误!未定义书签。
一、某某省实施新材料产业振兴计划错误!未定义书签。
二、ITO透明导电膜玻璃概况错误!未定义书签。
三、项目提出的外部环境简述错误!未定义书签。
四、项目建设必要性错误!未定义书签。
第三章市场分析与建设内容错误!未定义书签。
一、市场环境分析错误!未定义书签。
二、建设内容与规模错误!未定义书签。
第四章生产技术与产品方案错误!未定义书签。
一、产品方案错误!未定义书签。
二、生产技术方案错误!未定义书签。
三、生产设备与原材料错误!未定义书签。
四、目标市场与营销策略错误!未定义书签。
I / 35第五章选址与建设条件错误!未定义书签。
一、项目选址错误!未定义书签。
二、建设条件分析错误!未定义书签。
三、建设场址适宜性评价错误!未定义书签。
第六章建设方案错误!未定义书签。
一、总平面布置错误!未定义书签。
二、建筑结构方案错误!未定义书签。
三、给排水方案错误!未定义书签。
四、供电方案错误!未定义书签。
五、消防方案错误!未定义书签。
六、绿化方案错误!未定义书签。
第七章节能措施错误!未定义书签。
一、节能设计依据错误!未定义书签。
二、节能措施错误!未定义书签。
三、节能效果评价错误!未定义书签。
第八章环境保护与综合利用错误!未定义书签。
一、环境资源利用和保护原如此错误!未定义书签。
二、主要污染源与治理措施错误!未定义书签。
三、环境影响评价错误!未定义书签。
II / 35第九章组织机构与人力资源配置错误!未定义书签。
一、组织机构错误!未定义书签。
二、劳动定员错误!未定义书签。
三、生产管理制度错误!未定义书签。
第十章项目进度安排错误!未定义书签。
一、项目建设周期错误!未定义书签。
二、项目建设进度安排错误!未定义书签。
第十一章投资估算与资金筹措错误!未定义书签。
一、估算依据错误!未定义书签。
二、投资估算错误!未定义书签。
三、资金筹措错误!未定义书签。
第十二章效益分析与评价错误!未定义书签。
一、经济评价错误!未定义书签。
二、社会评价错误!未定义书签。
三、风险分析错误!未定义书签。
第十三章结论与建议错误!未定义书签。
附图:III / 35第一章总论一、EC电致变色玻璃概述EC电致变色玻璃(Electrochromism, EC)是一种新型的功能玻璃,具有玻璃行业开展终极目标“环保、节能、高效〞特性,目前正处于成长期向高速成长期开展阶段。
电致变色是指材料的光学属性〔反射率、透过率、吸收率等〕在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象,在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。
具有电致变色性能的材料称为电致变色材料,在节能、军用伪装设备、电致变色显示器、传感器和分析领域、光闸或光调制器等领域应用较为广泛。
电致变色材料作为一种智能化材料,是我国的战略性新兴产业,智能材料是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料,是现代高技术新材料开展的重要方向之一,将支撑未来高技术的开展,使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界限逐渐消失,实现结构功能化、功能多样化。
科学家预言,智能材料的研制和大规模应用将导致材料科学开展的重大革命。
国内企业将来在电致变色材料领域将大有可为。
一方面,可以更好的了解国内市场与消费者的需求,从而开发市场需求巨大的电致变色产品。
另一方面,以此为契机开发具有自主知识产权的电致变色材料,在与国外同行竞争中也立于不败之地。
中国的电致变色行业如果能充分运用现有的各种资源和条件,定位于世界领先技术和产品研究与生产,将有望成为世界X围内电致1 / 35变色材料领域的行业领军者。
因此,国内电致变色材料的开展,我司意向与各高校与研究单位进展合作,来带动巨大的电致玻璃消费市场。
二、EC电致变色玻璃市场调研电致变色器件具有双稳态、无视盲角、比照度高、制造本钱低、工作温度X围宽、驱动电压低、色彩丰富等优点,可应用于军用伪装设备、电致变色智能窗、汽车自动防眩目后视镜、电致变色眼镜、护目镜、智能卡、智能标签、仪表显示、户外广告等领域。
1、电致变色玻璃在智能建筑应用:据统计,当前我国建筑物的能耗约占社会总能耗的28%,在已有440亿平方米的建筑物中,超过85%以上使用的是保温、隔热性能差,能耗很高的普通玻璃,平均传热系数为 3.5W/〔m2·K〕,使得我国的平均建筑能耗是兴旺国家的3倍以上。
在能源危机下, 能够根据需要动态地控制穿透窗户的能量的智能玻璃是新一代的节能窗口材料。
目前用于生产上述玻璃的技术主要包括光致变色玻璃技术、热致变色玻璃技术、电致变色玻璃技术等。
其中前两种技术主要利用材料对光和热的敏感度而变色来实现对光线的动态控制,由于受外界环境影响,仍属被动控制技术,不能完全按人类需要动态调节光线,目前均处在正处于试验阶段,还没有投入商业应用。
而电致变色玻璃技术利2 / 35用外加电场使材料变色,从而达到对光线和太阳辐射热量的主动动态控制,电致变色玻璃在电场作用下具有光吸收透过的可调节性,可以有效的控制外界的热辐射和内部的热扩散,减少建筑为保持室内温度必须消耗的大量能源,是一种节能的建筑功能材料,已用于窗户的开发和工程示X,是目前最有前途的致变窗户技术,具有广阔的应用前景与市场潜力。
智能建筑是集现代科学技术之大成的产物,其技术根底主要由现代建筑技术、现代电脑技术、现代通讯技术和现代控制技术所组成,从而为用户提供一个高效、舒适、便利的人性化建筑环境。
电致变色玻璃可以通过电流的大小调节光线、温度,使室内光线柔和,舒适怡人,又不失透光的作用;减少办公大楼和居民住宅等建筑物在夏季保持凉爽和冬季保持温暖而必须消耗的大量能源,同时起到改善自然光照程度、防窥的目的,解决现代不断恶化的城市光污染问题。
有以下几方面应用:1〕投影幕布作用。
即透明状态下可以显示背景装饰图画,或者作为会议室的玻璃墙。
不透明状态下可替代成像幕布,并更具画面清晰的特点。
这样一来,就打破了传统水泥墙面的功能垄断局面,并且实现多重作用,如图5〔a〕。
2〕室内空间隔断。
利用电致变色玻璃分隔房间,改替空间布局,增加光亮调节自由度,会得到意想不到的效果,如图5〔b〕。
3〕商场银行防盗应用。
将电致变色玻璃应用于银行珠宝与博物3 / 35馆、展览业的柜台防弹玻璃与展柜玻璃中,正常营业应用时保持透明状态一旦遇到突发情况,如此可利用远程遥控,瞬间达到模糊状态,使犯罪分子失去目标,可以最大程度保证人身与财产安全。
图5 电致变色玻璃应用于智能建筑4〕建筑智能窗应用现代建筑物为了采光和美观的需要,往往采用大面积的玻璃幕墙。
但由此导致夏季室内的热积聚和冬天室内的热散失又给空调造成很大负荷,造成能耗严重的问题。
以电致变色材料为核心的智能窗〔SW〕是新一代节能材料,不仅可以动态地调节太阳能的输出或输入和可见光谱,还可以自动调控颜色、调光和调温,具有高效、低能耗、4 / 35绿色环保、智能化的特点,大大减少了建筑物的能量负荷,符合当前节能减排、低碳经济的开展要求。
目前,美国等已经对电致变色器件的节能效果展开评价,结果显示利用这种装置可以节约44%~59%能源。
随着人民生活水平的不断提高,人们对办公环境和其他公共环境的要求也越来越高,建筑物的窗户一般都配上各种各样的窗帘。
而电致变色玻璃实际上相当于带有可调窗帘的玻璃,由于具有可调性,电致变色玻璃还用于需要某某或隐私防护的建筑场所,由其制成的窗玻璃相当于有电控装置的窗帘一样方便自如。
图3为某大厦内部的电致变色智能窗,图4(a)为着色态,图4(b)为褪色态。
当外界太阳光较强烈、辐射较大时,如此让窗户处于着色状态,而当外界太阳光比拟弱或是阴天时,如此让窗户处于褪色状态,从而减少室内温控系统所消耗的能量,可以说智能窗是一个无源的超级太阳能空调。
(a) 着色(b) 褪色图4 电致变色玻璃应用于建筑外墙电致变色玻璃在建筑中的应用有着非常广阔的前景,具有节能、主动可控、无污染、智能化等特点,符合当前节能减排、低碳经济的5 / 35开展要求。
经过几十年的技术积累,欧美主要先进国家已根本实现了大面积电致变色玻璃技术的产业化,我国实现产业化的进程方面还比拟落后。
2、电致变色玻璃在智能窗应用:未来窗概念——多功能的“围护设备〞。
⏹致变窗户和遮阳系统,例如电动遮阳系统、电致变色或气致变色窗户以与双层窗-墙体系统,这些系统中窗户的光学和热工性能可随气候特征、使用者的偏好和建筑系统要求不同而变化。
⏹调控照明和空调制冷,智能窗户可以降低电力负荷峰值达20%~30%,增加采光并提高居住舒适度以与居住者的工作效率。
⏹致变窗户——被动式和主动式⏹被动式致变窗户能够对单一环境变量发生响应,例如光照水平和温度⏹主动式致变窗户可以响应任何控制变量,例如居住者的喜好或采暖和制冷系统的要求。
6 / 357 / 35⏹ 被动式致变主要有光致变色和热致变色;主动式致变元件包括液晶元件、悬浮颗粒和电致变色。
⏹ Stadt Sparkasse 储蓄银行为德国德累斯顿的一座新建筑物。
这座大楼拥有欧洲第一面用电致变色玻璃制成的可控制外墙。
⏹ 伦敦新地标:瑞士再保险大楼⏹法拉利Superamerica 575M 跑车的挡风玻璃和顶棚玻璃首先采用了电致变色技术。
PPG Aerospace公司展示了波音787飞机上使用的该公司的电致变色窗技术,该项技术能够使乘客通过触动按钮变暗或弄亮他们跟前的窗口,从而获得舒服的旅行体验。
电致变色玻璃窗可以让乘客调整由暗到亮五个不同级别的光度。
PPG Aerospace公司副总裁David Morris说:“乘客将能够控制进入机舱的太阳能热量,为了更舒服乘客可以减少机舱内太阳光以与热发散量,同时还可以减轻加热以与空调系统的压力。
由于不再有窗影产生,飞机内部空间也将更加吸引人。
〞8 / 35电致变色窗可通过减少室内得热量节约19%~26%的峰值负荷/年,节约48~67%的白天照明能耗。
3、电致变色在汽车后视镜应用:电致变色汽车后视镜是在反射模式下运行的,可通过感应光线变化获得指令使车用后视镜镜片瞬间实现反射率下降,从而达到防眩光的目的;最畅销的电致变色镜是金泰克斯〔Gentex〕公司夜视系统,占电致变色后视镜总市场的90%~95%。
德国肖特〔Schott〕公司采用WO3和NiO作为电致变色材料的全固态镜可用于货车和卡车。
现在大多数豪华车都采用了电致变色镜,如奥迪、宾利、宝马、大宇、戴姆勒-克莱斯勒、菲亚特、福特、现代、英菲尼迪、起亚汽车、雷克萨斯、三菱、欧宝、保时捷、劳斯莱斯和丰田等。
Gesheva公司等开发了一种可以反射X射线的电致变色镜,采用沉积在二氧化硅〔SiO2)9 / 35外表的WO3、三氧化钼(MoO3)或混合的钨-钼氧化物薄膜,通过电致变色来调节SiO2对X射线的反射率。