Sol-gel derived tungsten oxide based electrochromic coatings
Sol-jel tekniğiyle türerilmiş tunsten oksit esaslı kaplamalar
- Tez No: 222827
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Metalurji Mühendisliği, Engineering Sciences, Metallurgical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Sol-jel tekniği ile üretilmiş tungsten oksit esaslı elektrokromik kaplamaların mikro yapısal, elektrokimyasal ve optik özellikleri incelenmiştir. Kaplamalar indiyum kalay oksit (ITO) kaplı cam yüzeylerinde oluşturulmuştur. Asetik asit ilave edilmişperoksotungstik asit (APTA), peroksotungstik asit (PTA) ve titanyum ilaveli peroksotungstik asit olmak üzere üç farklı sol-jel esaslı çözelti hazırlanarak 200-300 nm kalınlığında çok katlı kaplamalar hazırlanmıştır. Tüm sol formülasyonları tungsten tozunun hidrojen peroksit içinde çözünmesiyle elde edilmiştir. Kaplamaların malzeme ve elektrokromik karakterizasyonları DSC, XRD, SEM, UVVisspektroskopisi ve CV teknikleri ile yapılmıştır. WO3 kaplamalarının elektrokromik performansı kalsinasyon sıcaklığı, sol kimyası ve adsorbe edilmiş su miktarı etkenlerine bağlı bulunmuştur. Tüm sol formülasyonları için 250 °C'de kalsine edilmiş olan kaplamalar amorf yapıda olup 400 °C de kalsine edilen kristalin kaplamalara göre daha etkili elektrokromik özellikler göstermişlerdir. Aynı zamanda APTA ve PTA solünden türetilmiş kaplamaların yüksek sıcaklıkta kalsine edilmesi ile WO3 kristalleri oluşmuştur, titanyum ilavesi kristalleşmeyi azaltmıştır. APTA solünde olduğu gibi asetik asitin bulunduğu hallerde, elektrokromik ve elektrokimyasal performans artmıştır. Bu durum kalsinasyon esnasında asetik asit ve peroksotungstik asit gibi oragniklerin çıkışı sonucunda daha fazla Li+ iyonu girişine imkan tanıyan açık bir W-O ağ yapısının oluşumunudan kaynaklanmaktadır. Su adsorbsiyonu 250 °C ve 400 °C'de kalsine edilen kaplamaları değişik biçimlerde etkilemiştir. Limitli miktarda yapısal su çıkışı gerçekleşmiş ve yoğun miktarda hidroksil grubu ihtiva eden amorf kaplamalar açık havaya maruz kalmaları durumunda W-OH gruplarının yoğunluşmasıyla kristalleşme eğilimi göstererek yaşlanma sonucunda elektrokromik aktivitelerinde azalma olmuştu. 400 °C `de kalsine edilmiş olan kararlı kristalin kaplamalarda ise hidroksil rupları Li+ iyonu girişini arttırmıştır.
Özet (Çeviri)
The microstructural, electrochemical and optical properties of sol-gel derived tungsten oxide electrochromic coatings have been investigated. Coatings were formed by spinning of tungsten metal based aqueous sol on glass with native ITOlayer. Three sol formulations acetylated peroxotungstic acid (APTA), peroxotungstic acid (PTA) and titanium-doped peroxotungstic acid (Ti-PTA) were employed to obtain 200-300 nm thick multi-layered coatings. Material and electrochromic characterization of the coatings have been performed by DSC, XRD, SEM, cyclic voltammetry and UV-Vis spectroscopy. The electrochromic performance of the WO3 coatings was influenced by calcination temperature, by sol chemistry and by the adsorbed water content. For all sol formulations the coatings calcined at 250 °C were amorphous and have shown better performance compared to crystalline counterparts calcined at 400 °C. High calcination temperature also leads to formation of WO3 nanocrystals for APTA and PTA derived coatings, titanium doping retards crystallization. Presence of acetic acid as in APTA sol improved the electrochromic and electrochemical performance. This was related to removal of organics- acetic acid and peroxo ligands- during calcination, which results in an open W-O network providing more ion insertion sites. The water adsorption affected the electrochromic performance in different ways for the coatings calcined at 250 °C and 400 ºC. The amorphous coatings with limited structural water removal and excessive hydroxyl groups tend to crystallize by condensation of W-OH groups upon storage in open atmosphere, therefore exhibiting degrading electrochromic activity with aging. Conversely, hydroxyl groups enhanced Li+ ion insertion for the stable crystalline coatings calcined at 400 °C.
Benzer Tezler
- Sol-gel yöntemiyle hazırlanan WO3 filmlerin elektriksel ve optik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of electrical and optical properties of sol-gel derived WO3 thin films
AYDIN ÖMÜR ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Fizik ve Fizik MühendisliğiMarmara ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ALTINDAL
YRD. DOÇ. DR. FATİH DUMLUDAĞ
- Synthesis of MO- and W- doped ZnO thin films via the sol-gel technique: Structural, optical, and electrical properties
Sol-jel tekniği ile MO- ve W- katkılı ZnO ince filmlerin sentezi: Yapısal, optik ve elektriksel özellikleri
SİNAN ÖZTEL
Doktora
İngilizce
2025
Fizik ve Fizik MühendisliğiBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİEKBER AKTAĞ
- Electirical characterization of sol-gel derived PZT films produced by micropatterning
Sol-jel yöntemi ile mikrokalıplama ile üretilen PZT filmlerin elektriksel karakterizasyonu
TUNA YÜCEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Metalurji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MACİT ÖZENBAŞ
- Development of sol-gel derived hydroxyapatite-titania coatings
Sol-jel yöntemiyle hidroksiapatit-titanya kaplamalarının geliştirilmesi
NUSRET SERHAT ÜN
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
BiyomühendislikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. CANER DURUCAN
- Gas permeation through sol-gel derived alumina and silica based membranes
Sol-jel yöntemiye hazırlanan alumina ve silika bazlı seramik membranlarda gaz geçirgenliği
BERNA TOPUZ
Doktora
İngilizce
2009
Kimya Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHSİN ÇİFTÇİOĞLU