Nghiên cứu quá trình tổng hợp ATO (SnO2Sb) có kích thước nm. Nghiên cứu quá trình tổng hợp polyme vô cơ đóng rắn bằng tia UV. Nghiên cứu quy trình chế tạo dung dịch phủ nano composite.

61 514 1
Nghiên cứu quá trình tổng hợp ATO (SnO2Sb) có kích thước nm. Nghiên cứu quá trình tổng hợp polyme vô cơ đóng rắn bằng tia UV. Nghiên cứu quy trình chế tạo dung dịch phủ nano composite.

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

Nghiên cứu quá trình tổng hợp oxit SnO2 có kích thước từ 510 nm.Nghiên cứu quá trình tổng hợp polyme vô cơ đóng rắn bằng tia UV.Nghiên cứu quy trình chế tạo dung dịch phủ nano composite.Khảo sát cấu trúc, thành phần và tính chất của lớp phủ.Đánh giá đặc tính quang học và hiệu quả ngăn cản bức xạ hồng ngoại của lớp phủ trên kính xây dựng.Thử nghiệm sản xuất sản phẩm kính lowE bằng quá trình phun phủ.Đánh giá chỉ tiêu chất lượng và hiệu quả kinh tế kỹ thuật của sản phẩm kính lowE nghiên cứu, có so sánh với sản phẩm tương đồng.

MỤC LỤC PHẦN I: THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI I.1 Mục tiêu đề tài I.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc I.2.1 Ngoài nước: I.2.2 Trong nước: I.3 Nội dung nghiên cứu I.3.1 Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu I.3.2 Định hướng nghiên cứu 10 I.3.3 Nội dung nghiên cứu 11 I.3.4 Tính khả thi vấn đề nghiên cứu 11 PHẦN II: PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 12 II.1 Phƣơng pháp sol-gel thuỷ phân muối tổng hợp nano SnO2 12 II.2 Phƣơng pháp sol-gel alkoxide tổng hợp polyme vô 13 II.3 Phƣơng pháp chế tạo dung dịch phủ nano composite 16 II.4 Công nghệ phủ màng 17 PHẦN III: THỰC NGHIỆM 18 III.1 Tổng hợp bột nano SnO2:Sb 18 III.1.1 Nguyên liệu 18 III.1.2 Quy trình tổng hợp 18 III.1.3 Các mẫu khảo sát 20 III.2 Tổng hợp keo vô 23 III.2.1 Nguyên vật liệu hoá chất sử dụng 23 III.2.2 Quy trình tổng hợp 23 III.3 Tổng hợp keo phủ 24 III.3.1 Nguyên vật liệu hoá chất sử dụng 24 III.3.2 Quy trình tổng hợp 26 III.4 Thử nghiệm sản phẩm kính 27 III.4.1 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 27 III.4.2 Quy trình thử nghiệm 27 III.4.3.Các mẫu thử nghiệm 28 CHƢƠNG IV : KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29 IV.1 Phân tích cấu trúc tính chất nano SnO2:Sb 29 IV.1.1 Phân tích cấu trúc pha 29 IV.1.2 Kêt phân tích ảnh SEM 29 IV.1.3 Kết luận: 31 IV.2 Đánh giá chất lƣợng keo 31 IV.2.1 Xác định độ nhớt 31 IV.2.2 Xác định khối lượng phân tử polyme 31 IV.2.3 Xác định khả đóng rắn tia UV 33 IV.2.4 Kết luận: 33 IV.3 Đánh giá hệ keo phủ 33 IV.3.1 Khảo sát độ bền keo 33 IV.3.2 Kết luận: 33 IV.4 Đánh giá chất lƣợng màng phủ kính 34 IV.4.1 Khảo sát độ đồng lớp phủ chụp ảnh SEM 34 IV.4.2 Khảo sát tính chất quang vật liệu 36 IV.4.3 Kết luận: 37 IV.5 Phủ màng kính xây dựng 38 IV.5.1 Thử nghiệm phủ màng kính 38 IV.5.2 Đo độ ngăn cản xạ nhiệt hồng ngoại 39 IV.5.3 Đánh giá độ bám dính độ bền môi trường màng phủ 42 IV.5.4 Kết luận 42 PHẦN V: SẢN PHẨM CÔNG NGHỆ CỦA ĐỀ TÀI 43 V.1 Công nghệ chế tạo dung dịch phủ 43 V.1.1 Giới thiệu chung 43 V.1.2 Quy trình chế tạo dung dịch phủ 43 V.1.2.1 Nguyên vật liệu: 43 V.1.2.2 Quy trình chế tạo keo phủ 46 V.2 Công nghệ sản xuất kinh low-E theo phƣơng pháp phun phủ 48 V.2.1 Giới thiệu chung kính xây dựng 48 V.2.2 Chuẩn bị bề mặt trước gia công phủ màng 49 V.2.3 Công nghệ phủ kính 55 PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 Tài liệu tham khảo 60 PHẦN I: THÔNG TIN CHUNG VỀ ĐỀ TÀI I.1 Mục tiêu đề tài Đề tài hướng tới chế tạo lớp phủ có tính phản xạ xạ nhiệt công nghệ sol-gel kết hợp với trình phun phủ Phương pháp công nghệ yêu cầu thiết bị đơn giản triển khai sở sản xuất kính xây dựng Việt Nam mà không cần chi phí lớn đầu tư dây chuyền thiết bị - Chế tạo 20 lít dung dịch phủ kính suốt có khả đóng rắn tia tử ngoại (UV); - Thử nghiệm sản xuất thành công sản phẩm kính có tính low-E (với hiệu ngăn cản tia hồng ngoại 50%) Các phương pháp nghiên cứu kỹ thuật sử dụng: Dùng phương pháp sol-gel để tổng hợp hạt SnO2 có kích thước 5-10 nano mét Sử dụng kỹ thuật đóng rắn tia tử ngoại (UV) để tạo liên kết ngang cho màng phủ kính Dùng phương pháp đối chứng với mẫu nước để đánh giá chất lượng mẫu thí nghiệm Dùng kỹ thuật đo X-ray, phổ truyền qua UV-VIS, SEM, TEM,…để đánh giá tính chất màng phủ Dùng phương pháp phun phủ để tạo lớp phủ low-E cho kính I.2 Tình hình nghiên cứu nƣớc I.2.1 Ngoài nước: Định hướng công nghệ vấn đề thiết yếu cho phát triển thị trường kính xây dựng năm gần đây, đặc biệt ưu tiên hướng phát triển lĩnh vực lượng, môi trường mỹ thuật Ngành công nghiệp thủy tinh tiếp tục trình phát triển lâu đời việc áp dụng tiến từ công nghệ vật liệu công nghệ nano để tạo chủng loại thủy tinh có nhiều chức giá trị Việc áp dụng công nghệ giúp đạt mục tiêu giảm chi phí lượng cho sản xuất cho người tiêu dùng, thuận tiện cho kiểu cách thiết kế xây dựng mang lại lợi ích môi trường thông qua việc giảm tiêu thụ lượng hóa thạch sản sinh khí thải gây hiệu ứng nhà kính Trong công nghệ sản xuất thủy tinh có chức giải pháp phủ màng trì để tạo lớp vật liệu chức cho thủy tinh cho phổ truyền qua chọn lọc, tính dẫn điện, tính phản xạ xạ nhiệt, tính ưa nước, tính kỵ nước… Lớp phủ có tính ngăn cản truyền qua xạ nhiệt (bức xạ hồng ngoại) nhiều hãng sản xuất kính lớn giới như: NSG Nhật, Interpane Pháp,… sử dụng để phủ bề mặt kính công nghệ phủ khác như: công nghệ lắng đọng hóa học (CVD-phủ cứng), công nghệ phún xạ (sputtering-phủ mềm) cho đời sản phẩm kính tiết kiệm lượng (kính low-E) Khi loại kính (kính low-E) đời đem lại hiệu tiết kiệm lượng chi phí đầu tư cho thiết bị điều hòa lớn Hiệu tiết kiệm lượng kính tăng từ 4-5 lần so với kính trắng xây dựng thông thường Sản phẩm kính low-E sản xuất theo công nghệ phủ CVD phún xạ đòi hỏi đầu tư trang thiết bị đắt tiền vận hành phức tạp nên sản phẩm kính thường có giá thành cao nhiều so với kính trắng thông thường 2,5 Sản phẩm kính low-E sử dụng gần 100% nước phát triển Mỹ, Đức, Nhật … công trình xây dựng I.2.2 Trong nước: Ở Việt Nam, từ thập niên 90 kỷ trước, G.S Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu khởi xướng, cần nghiên cứu vật liệu nano, thực tế nhà khoa học Việt Nam bắt đầu vài năm gần mức độ khiêm tốn Các nhà vật lý Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học quốc gia Hà nội, Viện vật liệu-Viện Khoa học Công nghệ Việt nam, Trung tâm Quốc tế đào tạo khoa học vật liệu (ITIMS), Viện vật lý kỹ thuật-Đại học Bách Khoa Hà nội thu số kết đáng khích lệ việc chế tạo màng mỏng kim loại, hợp kim có cấu trúc nano, nghiên cứu tính chất bước đầu đưa ứng dụng làm số linh kiện Về hạt nano (kim loại hợp kim, oxyt phức hợp), số công trình khiêm tốn, đặc biệt hạt nano có kích thước d < 10 nm Mới thấy số công trình tổng hợp hạt nano TiO2 (Viện vật lý-Trung tâm Khoa học Công nghệ quốc gia, Bộ môn điện hoá-Đại học Bách Khoa Hà nội d  2025 nm, Bộ môn Hoá vô cơ-Đại học Bách Khoa Hà nội tổng hợp hạt nano CoFe2O4, perovskite, TiO2 … phối hợp với nhà công nghệ nghiên cứu tính chất chúng Vì vậy, việc kết hợp phát huy kết nghiên cứu lĩnh vực tổng hợp, nghiên cứu tính chất vật liệu nano vào ứng dụng cụ thể sống việc làm cần thiết Việt nam Tổng Công ty Viglacera đơn vi đầu lĩnh vực sản xuất vật liệu xây dựng việc áp dụng tiến khoa học công nghệ vào sản xuất Trong thời gian vừa qua Tổng Công ty Viglacera áp dụng thành công công nghệ phủ nano sản phẩm sứ vệ sinh gạch ốp tường Dự kiến thời gian tới Tổng Công ty triển khai công nghệ sản phẩm khác Kính xây dựng loại vật liệu sử dụng với tỉ lệ cao công trình xây dựng (gần 100% làm mặt dựng tòa nhà văn phòng cao tầng) nhờ có hiệu mỹ quan, tận dụng chiếu sáng tự nhiên lắp dựng nhanh Tuy nhiên sản phẩm kính xây dựng sản xuất nước gây nhiều vấn đề lượng tiêu hao lớn gây tượng nóng nhiều công trình xây dựng Nhiều công trình xây dựng phải khắc phục giải pháp dán film chống nóng phải nhập sản phẩm kính nhập ngoại đặt tiền Do việc nghiên cứu công nghệ chế tạo lớp phủ có tính ngăn cản xạ nhiệt theo phương pháp phun phủ (dễ làm rẻ tiền) có ý nghĩa to lớn cho việc: (1) cải tạo lại kính xây dựng công trình tồn (chống nóng); (2) tạo sản phẩm có giá thành rẻ phủ hợp với khả đầu tư cho chủ công trình; (3) dễ dàng áp dụng nhiều đối tượng I.3 Nội dung nghiên cứu I.3.1 Cơ sở khoa học vấn đề nghiên cứu Lớp phản xạ xạ nhiệt nhiều nhóm nghiên cứu giới quan tâm nghiên cứu nhằm ngăn cản chiều truyền nhiệt tự nhiên từ nhiệt độ cao sang nhiệt độ thấp giúp cho việc tránh thất thoát trao đổi nhiệt bên bên công trình Khi phủ lớp phản xạ xạ nhiệt suốt kính làm cho kính giữ ấm nhà vào mùa đông (giảm chi phí lượng sưởi ấm), giữ mát nhà vào mùa hè (giảm chi phí cho lượng làm mát) kính gọi kính low-E Kể từ công nghệ nano đời cho phép tạo lớp phản xạ xạ nhiệt suốt nên nghiên cứu công nghệ phủ lớp vật liệu lên kính tăng khả ngăn cản nhiệt truyền qua kính mà không đánh ưu điểm vật liệu kính tận dụng nguồn sáng tự nhiên giúp người sinh hoạt nhà có cảm giác hòa nhập với môi trường thiên nhiên xung quanh… Cơ chế ngăn cản nhiệt truyền qua kính có lớp phủ phản xạ nhiệt hình vẽ đây, xạ nhiệt phản xạ trở lại phía nguồn phát sinh Hình Cơ chế phản xạ xạ nhiệt thời tiết trời lạnh nóng Trong nhiều công trình nghiên cứu khoa học nhiều loại vật liệu cấu trúc nano có khả phản xạ lại xạ nhiệt như: màng mỏng nano-Ag dùng công nghệ phủ phún xạ (phủ mềm); SnO2:F công nghệ CVD (phủ cứng); gần hướng phát triển công nghệ khác rẻ tiền từ dung dịch công nghệ phun phủ điều kiện bình thường tìm nhiều dạng hạt oxit bán dẫn pha tạp kim loại chuyển tiếp có tính chất tương tự như: SnO2:Sb; SnO2:In; ZnO2:Al… Lớp phủ có tính ngăn cản truyền qua xạ nhiệt (bức xạ hồng ngoại) nhiều hãng sản xuất kính lớn giới như: NSG Nhật, Interpane Pháp,… sử dụng để phủ bề mặt kính công nghệ phủ khác như: công nghệ lắng đọng hóa học (CVD-phủ cứng), công nghệ phún xạ (sputtering-phủ mềm) cho đời sản phẩm kính tiết kiệm lượng (kính low-E) Khi loại kính (kính low-E) đời đem lại hiệu tiết kiệm lượng chi phí đầu tư cho thiết bị điều hòa lớn Hiệu tiết kiệm lượng kính tăng từ 4-5 lần so với kính trắng xây dựng thông thường Sản phẩm kính low-E sản xuất theo công nghệ phủ CVD phún xạ đòi hỏi đầu tư trang thiết bị đắt tiền vận hành phức tạp nên sản phẩm kính thường có giá thành cao nhiều so với kính trắng thông thường 2,5 lần Sản phẩm kính lowE sử dụng gần 100% nước phát triển Mỹ, Đức, Nhật… công trình xây dựng Trong nghiên cứu có nhiều cách tiếp cận khác để tạo loại màng lọc quang học có tính mong muốn như: + Màng lọc giao thoa (interference filters) Màng lọc dựa nguyên lý giao thoa tạo từ hệ màng từ vật liệu có chiết suất khác Khi sử dụng vật liệu điện mội (không hấp thụ) lọc hoàn toàn suốt cho xạ mặt trời đạt Về phân bố quang học vật liệu sử dụng, hệ màng với độ dày khác chon lọc vùng quang phổ giao thoa không giao thoa, thiết kế để có lớp phủ chống phản xạ nghiên cứu nhóm C.Rickers (Đức) chế tạo hệ màng mỏng phản xạ chọn lọc sở hai loại vật liệu SiO2 (chiết suất thấp)/TiO2 (chiết suất cao) với độ dầy thay đổi để phản xạ bước sóng chế tạo hình [1] Hiệu suất lựa chọn quang học lọc giao thoa cải thiện với số lượng lớp tổng độ dày hệ màng phủ nhóm nghiên cứu Kirita cộng sử dụng nhiều loại vật liệu có chiết suất cao (TiO2, Nb2O5, Ta2O5) chiết suất thấp (SiO2, MgF2) để chế tạo màng phản xạ chọn lọc mầu (RBG) chế tạo hình tinh thể lỏng [2] Nhược điểm lớn lọc hiệu ứng vể thay đổi góc tới theo quy tắc phản xạ Để tạo hệ màng lọc thông thường sử dụng công nghệ phủ phún xạ chân không Màng lọc giao thoa sử dụng nhiều ứng dụng khác như: màng chống phản xạ, lọc phổ cho ứng dụng quang phổ, thiết bị đo camera Chùm sáng tới Chùm sáng phản xạ Ánh sáng phản xạ Tia hồng ngoại Hạt ôxít bán dẫn Màng chiết suất thấp Hệ màng mỏng Màng phản xạ xạ hồng Màng chiết suất cao Đế thủy tinh Đế thủy tinh Chùm sáng truyền qua (b) Màng lọc ôxít dẫn suốt (a) Màng lọc giao thoa Hình Kết cấu màng lọc ánh sáng + Màng lọc oxide dẫn suốt (transparent conductive oxide filterTCO) Màng lọc loại thường loại bán dẫn có vùng cấm rộng (trên eV) có độ pha tạp cao để thay đổi tần số plasma (p) nhằm có độ dẫn giống kim loại có mật độ cao điện tử vùng dẫn đồng thời vật liệu suốt tần số cao p phản xạ lại tần số thấp p Hơn nữa, sử dụng vật liệu bán dẫn có vùng cấm rộng tránh kích thích điện tử lên vùng dẫn photon vùng nhìn thấy Màng mỏng TCO sử dụng phổ biến làm điện cực dẫn suốt cho pin lượng mặt trời, công nghệ hình Nhờ có kết hợp hai tính chất truyền sáng phản xạ kim loại, vật liệu TCO thích ứng dùng thiết bị chuyển hóa lượng mặt trời mà đảm bảo tính bền nhiệt thiết bị Hướng nghiên cứu nhiều nhóm nghiên cứu giới nghiên cứu nhiều hệ vật liệu dẫn khác sở SnO2, ZnO2 pha tạp [3] để làm điện cực dẫn ứng dụng làm pin lượng mặt trời, làm màng kính để phản xạ xạ vùng hồng ngoại 800nm Những nghiên cứu khả ngăn cản xạ hồng ngoại phụ thuộc nhiều vào nồng nguyên tố pha tạp kết nghiên cứu [4,5,6] cho thấy thay đổi nồng độ pha tạp Sb SnO2 nồng độ hạt tải thay đổi đạt nồng độ hạt tải cao tỉ lệ 2%at Sb SnO2 Kèm theo tính chất quan độ truyền qua độ phản xạ ánh sáng cho thấy phụ thuộc vào nồng độ chất pha tạp Hình 3: Ảnh hưởng nồng độ Sb đến độ truyền qua phản xạ màng SnO2[5] Theo thuyết điện tử tự Drude giải thích cho phản xạ vùng hồng ngoại gần liên quan đến tần số plasma (p) Ở tần số bé p (bước sóng dài hơn) bị phản xạ trở lại Tần số plasma phụ thuộc vào nồng độ hạt tải theo công thức sau: Trong đó: p: tần số plasma, n: nồng độ hạt tải 0,1: số điện môi chân không môi trường đo, m*: khối lượng hạt tải Đối với hạt tải điện tử ta tính gần tần số sóng plasma fp sau: fp= p/2  8980.n1/2 (Hz) Bước sóng tối thiểu bị phản xạ lại liên quan đến bước sóng plasma theo công thức sau: Trong đó: p: chiều dài bước sóng plasma, 0: chiều dài bước sóng tối thiểu bị phản xạ lại Từ công thức cho thấy tần số plasma phụ thuộc vào nồng độ hạt tải vật liệu thay đổi tần số plasma (tương ứng với bước sóng tối thiểu bị phản xạ) qua việc làm thay đổi nồng độ hạt tải việc thay đổi nồng độ chất pha tạp điều kiện xử lý vật liệu Hiện có nhiều công nghệ sử dụng để tạo màng mỏng TCO như: công nghệ lắng đọng chân không [7], lắng đọng hóa học CVD [8], công nghệ sol-gel [6, 9], công nghệ nhiệt phân muối [9] Một số dạng vật liệu dạng nhiều nhóm nghiên cứu đề cập đến như: Indium tin oxide (ITO); antimony tin oxide (ATO), aluminum zince oxide (AZO)…Những màng lọc sáng sở vật liệu TCO theo chế phản xạ plasma vấn đề cấu trúc nano vật liệu không đặt mà đề cập đến nồng độ hạt tải vật liêu Tuy nhiên cấu trúc nano vật liệu đề cập đến màng phủ hệ keo phân tán nhằm tăng cường độ đồng tính màng phủ Kính phủ chức kính low-E, kính tự làm sạch, kính phản quang, kính màu, kính chống phản xạ… có nhiều hãng tiếng giới sản xuất cung cấp như: PPG Industries, NSG (Pilkinton), Interpane, AGC, SaintGobain, Guardian… có hai công nghệ phủ áp dụng để tạo màng kính công nghệ phủ cứng (hard-coating) công nghệ phủ mềm (soft-coating) Những hệ lớp phủ hình thành theo hai công nghệ dựa vào hai chế phản xạ plasma giao thoa để lọc ánh sáng nhằm tạo màu sắc hiệu tiết kiệm lượng cho kính phủ I.3.2 Định hướng nghiên cứu Trên sở tham khảo tài liệu nước vào yêu cầu nước nhóm nghiên cứu đưa nhiệm vụ nghiên cứu nhằm chế tạo sản phẩm kính xây dựng có tính tiết kiệm lượng Để đạt điều nhóm nghiên cứu tập trung vào khía cạnh sau: 10 Quy trình chế tạo dung dịch phủ thực theo sơ đồ công nghệ ATO Polyox (0,1%) Rung siêu âm 2h C2H5OH DD ATO Polyme DD ATO Khuấy 3h Bình trộn Initiator Hỗn hợp đồng Khảo sát điều chỉnh tính chất Keo phủ nano composite Xác định đặc trưng keo phủ Hình Sơ đồ quy trình chế tạo dung dịch phủ Bước Phân tán hạt nano ATO dung môi ethanol với hỗ trợ máy rung siêu âm Bước Bổ sung polymer vô chất khơi mào vào tiến hành khuấy trộn 3h liên tục Quá trình phải thực điều kiện ánh sáng Bước Khảo sát điều chỉnh tính chất dung dịch keo độ nhớt, độ phân tán, độ ổn định Bước Khảo sát tiến hành phun thử keo Keo chế tạo thành công không bị tách pha rắn-lỏng trình bảo quản Keo mang phủ kính theo công nghệ mô tả phần 47 V.2 Công nghệ sản xuất kinh low-E theo phƣơng pháp phun phủ V.2.1 Giới thiệu chung kính xây dựng Công nghệ phủ kính ghi chép lại từ thời Trung cổ Cuốn sách Schedula tác giả Theophilus Presbyter cung cấp chứng công nghệ phủ kính với nguyên liệu phủ sơn đen, loại sơn gốm, sản phẩm sử dụng cho vị trí cửa sổ nhà thờ Từ kỷ 16 đến nay, kính phủ lớp kim loại để tạo thành gương Công nghệ phủ kim loại đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp từ kỷ 19 với sản phẩm gương tráng bạc Công nghệ phủ tiếp tục phát triển, mở rộng dẫn tới đời kính dán kính sơn gốm vào đầu kỷ 20 Tất loại kính nói sử dụng lớp phủ màng dày Tuy nhiên, sau Chiến tranh giới thứ 2, công nghệ phủ màng mỏng kính phẳng có bước phát triển nhanh chóng Điều cổ vũ tăng cường tính phổ biến số lượng ứng dụng sản phẩm kính phẳng vật liệu xây dựng Công nghệ gia công kính phẳng công nghệ mà nhờ biến đổi tính kính tạo tính khác hoàn toàn khác biệt Gia công làm tăng thêm giá trị kính phẳng, tạo nên sản phẩm mới, mở thị trường làm cho sản phẩm có thêm nhiều giá trị gia tăng Công nghệ gia công kính chia thành nhóm: 1) Gia công để thay đổi hình dạng kính VD uốn, khoan, mài… 2) Gia công để làm thay đổi kết cấu ma trận kính VD tăng bền cách phương pháp nhiệt hóa học 3) Gia công bề mặt, kể phương pháp mài mòn hay sử dụng phụ gia Phủ màng thuộc nhóm sử dụng phụ gia 4) Các công trình xây dựng sử dụng kính phẳng thông qua phương pháp đấu nối kính bảo ôn, phận kết cấu mặt dựng, hình LCD, module quang điện… Một xu hướng ngày gia tăng ứng dụng nhiều hình thức gia công kính Kính bảo ôn, sử dụng cho cửa kính xe thời gian, ví dụ hình thức gia công cấp độ cao Cả 48 phương pháp gia công kể ứng dụng kính bảo ôn Đầu tiên, kính uốn, sau nhiệt Tiếp theo mép kính phủ để bảo vệ lớp keo dán trước tác động xạ tia UV Và cuối cùng, kính đơn ghép lại với keo để tạo thành hộp kính hoàn chỉnh V.2.2 Chuẩn bị bề mặt trước gia công phủ màng V.2.2.1 Các yêu cầu độ kính phẳng trước gia công phủ Theo phân tích phần trước, bề mặt kính phải trước đưa vào phủ Nói chung phải thừa nhận kính khổ lớn yêu cầu bề mặt tuyệt đối điều thực Chính cần phải xác định mức độ tương ứng đạt yêu cầu quy trình gia công phủ Độ phải mức đủ đảm bảo cho lớp phủ phân bổ đồng đều, tái sản xuất, đảm bảo trì độ bền đảm bảo toàn bề mặt kính Điều có nghĩa độ phải phù hợp với yêu cầu của: - Lớp phủ - Công nghệ phủ - Vật liệu phủ - Chất lượng phôi kính (ở bề mặt phủ) Đây vấn đề liên quan đến chất lượng chi phí Sự phụ thuộc lẫn yếu tố đưa phức tạp, lớp phủ đặc biệt Vì lý này, quy trình tẩy rửa tốt xem giai đoạn cấu thành quan trọng quy trình phủ Chất lượng yêu cầu độ tình trạng bề mặt kính xem đạt yêu cầu tất nhân tố đưa đánh giá, xem xét Nhìn chung, yêu cầu đặt độ kính phải đồng toàn bề mặt, song điều xem khó thực kính khổ lớn Do loại lớp phủ có yêu cầu đặc thủ riêng chất lượng bề mặt phôi kính nên tác đưa nguyên lý chức biện pháp tẩy rửa sử dụng V.2.2.2 Quy trình làm kính phẳng sử dụng cho gia công phủ a Đối với kính phôi 49 Nhìn chung, việc vệ sinh tẩy rửa kính phân thành nhóm, nhóm rửa ướt nhóm rửa khô Rửa khô áp dụng công nghệ plasma áp lực thấp, theo bề mặt xử lý ion khí có lượng lớn từ plasma môi trường chân không tương tự công nghệ phun phủ sputtering Bề mặt làm tác động trình bắn ion, tạp chất bay hết Công nghệ rửa khô thân thiện với môi trường song áp dụng phạm vi hẹp ion tẩy rửa tất loại tạp chất, không phù hợp với việc tẩy rửa toàn kính khổ lớn Tuy nhiên công nghệ phù hợp với việc loại bỏ màng nước bề mặt trước đưa kính vào phủ màng môi trường chân không Trước người ta thường sử dụng kỹ thuật xử lý plasma áp lực thấp Tuy nhiên nhiều bất đồng xoay quanh việc sử dụng kỹ thuật có làm kính khổ lớn hay không Chính ngày sử dụng phương pháp bắn ion xem kỹ thuật phù hợp với công nghệ rửa khô cho kết tốt kính khổ lớn Bên cạnh công nghệ rửa khô, ngày rửa ướt ứng dụng rộng rãi việc xử lý kính trước đưa vào gia công phủ Quy trình rửa ướt bao gồm công đoạn: - Làm lỏng kết cấu tạp chất bề mặt - Loại bỏ tạp chất - Sấy khô bề mặt làm Hình Các vết bẩn xâm thực vào bề mặt kính Công đoạn thứ thường bị bỏ qua dẫn đến hậu hình 3: Các tạp chất kết cấu lỏng lẻo không hoàn toàn loại bỏ hoàn toàn xâm thực vào bề mặt kính trình sấy khô Các vết bẩn xâm thực vào bề mặt xử lý lặp lặp lại quy trình 50 rửa, kính tồn dư dạng vết bẩn cần phải loại trước công đoạn phủ Các tạp chất kết cấu lỏng lẻo xử lý cách xả nhiều nước áp lực cao, trình thường tiêu tốn nhiều nước Người ta sử dụng biện pháp học biện pháp hóa học để làm lỏng kết cấu tạp chất bề mặt Các biện pháp học bao gồm: - Rửa siêu âm - Làm chổi - Rửa tia nước áp lực cao Các biện pháp hóa học gồm: - Rửa sơ nước - Sử dụng dung dịch kiềm A-xit - Sử dụng hóa chất tẩy rửa - Xả lại nước áp lực cao Sử dụng biện pháp hóa học có thuận lợi sau kính đưa vào phủ Các biện pháp tẩy rửa học mô tả phần * Rửa chổi Nguyên lý phương pháp rửa chổi tách chất bẩn khỏi bề mặt biện pháp học, tức chải vết bẩn sau dùng nước dung dịch tẩy rửa từ hệ thống vòi phun để loại bỏ chất bẩn khỏi bề mặt Có thể sử dụng dạng chổi trống chổi đĩa phương pháp này, nhiên việc sử dụng cặp chổi trống ứng dụng phổ biến Một cặp chổi xoay bố trí hướng vào kính di chuyển Trống chổi có chiều rộng lớn chiều rộng tối đa kính chút Đường kính tóc chổi khoảng 0,25 – 0,95mm, vận tốc xoay 680 vòng/phút Tùy thuộc vào mục đích ứng dụng kính mà rửa biện pháp dùng chổi, người ta di chuyển kính theo chiều nằm chiều đứng Hình mô tả sơ đồ dây chuyền rửa kính phương pháp chổi trống 51 Hình Sơ đồ dây chuyền rửa kính chổi trống (nhìn từ xuống) Dây chuyền xếp nhiều khu vực rửa dãy Tại khu vực rửa lắp đặt cặp chổi vòi phun chạy từ ống nước bố trí bề mặt kính Tầm với vòi phun lớn chút so với chiều rộng tối đa kính Kính di chuyển lăn, theo cặp di chuyển chiều đứng xếp thành dãy di chuyển ngang Con lăn thường bọc cao su EPDM Số lượng vùng rửa phụ thuộc vào yêu cầu độ tốc độ rửa Trong hình 8, vùng rửa có đường cung cấp dung dịch rửa riêng biệt Tuy nhiên có số nhà máy sử dụng dung dịch rửa theo tầng, VD dung dịch rửa đưa vào vùng rửa cuối (vùng nhất) sau tái sử dụng vùng khác đưa vùng rửa (vùng bẩn nhất) Chỉ sử dụng nước tinh khiết để rửa kính Gần có xu hướng quay trở lại sử dụng dung dịch rửa thay cho nước số vùng rửa, phương thức sử dụng vài thập kỷ trước Mục đích phương thức không làm mà xử lý lớp ăn mòn Tuy nhiên vấn đề đặt phải lưu biện pháp lựa chọn, sau xử lý dung dịch thải Phương pháp sử dụng chổi dạng đĩa ứng dụng kính yêu cầu rửa mặt, VD mặt để phủ Khi rửa kính khổ lớn có số lượng chổi đĩa bố trí liên tiếp cầu, chổi dao động lắc phía trên, vuông góc với kính theo chiều đứng Phương pháp rửa chổi đĩa đặc biệt thích hợp ứng dụng kết thúc công đoạn rửa công đoạn đánh bóng khí Thông thường, phương pháp rửa chổi đĩa sử 52 dụng cho kính gia công tráng gương Cho đến nay, phương pháp rửa chổi dạng trống ứng dụng phổ biến rửa kính khổ lớn Kích thước kính từ 300mm x 300mm 3210mm x 6000mm Với phương thức này, kích thước kính nhỏ rửa phụ thuộc vào khoảng cách lăn vận chuyển Phương pháp rửa chổi trống xử lý kính có độ dày từ – 13mm Khoảng cách tối ưu cặp chổi bề mặt kính điều chỉnh tự động Một vấn đề đặt phương pháp rửa chổi thường xuyên có góc “chết” nơi mà chất bẩn tích tụ lại suốt trình rửa Các nhà sản xuất cần cố gắng xử lý loại bỏ góc “chết” chất bẩn tích tụ làm cho việc tẩy rửa trở lên khó khăn * Sấy khô: Tất công nghệ rửa ướt có công đoạn rửa cuối nơi kính xả lại nước tinh khiết, điều đồng nghĩa với việc bề mặt kính ướt Chính vậy, công nghệ rửa ướt, ngoại trừ công nghệ dựa nguyên lý khử hóa yêu cầu phải có quy trình sấy khô để bảo đảm bề mặt khô trước đưa vào phủ Dưới số phương pháp sấy khô sử dụng: - Sấy khô lưỡi dao khí Việc lựa chọn phương pháp sấy phù hợp mặt phụ thuộc vào công nghệ rửa mặt khác phụ thuộc vào yêu cầu lớp phủ ứng dụng gia công sau Nhìn chung nói tất phương pháp sấy mô tả có ưu điểm nhược điểm kính có độ chống thấm kém, việc sấy khô bề mặt vấn đề không đơn giản 53 Hình Sơ đồ dây chuyền rửa kính Nhà máy kính Đáp Cầu Viglacera Các mẫu kính thử nghiệm nghiên cứu làm hệ thống rửa kính dây chuyền làm gương Nhà máy Kính Đáp Cầu Viglacera sơ đồ hình b Đối với kính công trình Đối với loại kính đắ lắp dựng công trình làm theo bước đây: Bước Dùng khăn lau qua chỗ bụi bẩn Bước Xịt nước rửa kính lên vị trí kính cao nhất, xịt cách 20 cm theo chiều dọc ngang Bước Dùng lau kính lau từ xuống (không lau ngược lên) lần Trường hợp chưa lau thêm lần Khi lau xong, dùng khăn lau nước phần cao su trước lau vị trí - Dùng lau kính quét hóa chất lên bề mặt kính - Dùng gạt kính gạt gạt khô nước hóa chất bề mặt kính - Dùng giẻ lau khô mép kính, kiểm tra không tì vết mặt kính - Khoảng cách lần lau từ xuống 1.5 m Bước Tiếp xịt tiếp nước rửa kính vị trí (cách vị trí xịt ban đầu 75cm) thực thao tác - Trường hợp vị trí vết ố dùng báo để lau cho khô - Nếu trình vệ sinh mà phát có giấy dán hay băng keo, kẹo cao su…trên kính dùng dao cạo kính cạo 54 - Dùng hoá chất gốc Polime Wax chuyên dùng lau toàn phần khung nhôm có tính làm sạch, tạo bóng bảo vệ bề mặt nhôm, chống bám bụi, chống oxy hoá Lưu ý: không xịt nhiều làm hư hao nước rửa kính làm nước rơi vải sàn Bước Dùng khăn thấm cồn để lau kính để loại nước bề mặt cho bề mặt kính nhanh khô giúp tăng độ bám dính lớp phủ sau với bề mặt kính Bước Đợi kính khô hoàn toàn tiến hành phun dung dịch phủ lên V.2.3 Công nghệ phủ kính Quá trình tạo màng phủ chức ngăn cản xạ nhiệt cho kính thực việc kết hợp hai trình sol-gel phun phủ sơ đồ tóm tắt tổng quát sau: Hình 10 Sơ đồ tạo lớp phủ chức kính phẳng a Quá trình sol-gel 55 Quá trình sol-gel sử dụng để tổng hợp vật liệu trước tiến hành phun phủ bề mặt kính bao gồm: Tổng hợp hạt nano oxit thiếc theo trình sol-gel thủy nhiệt hình (chi tiết xem chương II phần I báo cáo): Tổng hợp polymer silicate phương pháp sol-gel alkoxide (xem chi tiết chương II phần II báo cáo đề tài) b Quá trình phun phủ: * Thiết bị: Máy nèn khí - Loại máy: Máy nén khí piston - Công suất máy (W): 1400 - Lưu lượng khí nén (m3/phút): 0.2 - Áp xuất khí (bar): Hình Máy nèn khí Súng phun sơn: - Kích thước đầu phun: 1.5mm - Thể tích cốc: 400cc 56 Hình Súng phun sơn * Quá trình phun Phôi kính sau rửa bề mặt làm khô chuyển sang buồng phun phủ kính (1) Hiệu chỉnh sung phun dung môi Cho dung môi vào cốc mở van khí cho súng phun hoạt động, hiệu chỉnh chùm khí độ phân tán hạt lỏng (người thực cần có kinh nghiệm) Sau hiệu chỉnh xong tiến hành đổ dung môi cho dung dịch phun vào (2) Đặt kính lên giá phun nằm ngang (3) Phun thử bên để kiểm tra hoạt động súng phun dung môi dư súng (4) Tiến hành phun kính đưa tay theo phương nằm ngang dịch chuyển dần phía người phun 57 (5) Để kính khô tự nhiên sau (cần tránh bui bẩn bán lên bề mặt kính thời gian này) Có thể giảm thời gian việc cho kính qua buồng sấy 70-80oC thời gian 15 phút (6) Chiếu tia tử ngoại UV để đóng rắn màng phủ thời gian 10 phút Sau chiếu UV sản phẩm đưa sử dụng 58 PHẦN VI: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Đã chế tạo thành công bột nano oxit thiếc SnO2 pha tạp Sb có kích thước 5-10nm phương pháp sol-gel với điều kiện nhiệt độ phản ứng 60oC, thời gian phản ứng 4h, pH = 8-9 nồng độ chất pha tạp Sb (5%) Đã tổng hợp thành công polymer vô lai tạo từ hợp chất alkoxide silic: Tetramethyl orthosilicate (TMOS) 3-Methacryloxy-propyltrimethoxysilane (MPS) phản ứng sol-gel với xúc tác axit Chế tao thành công lớp phủ kính theo phương pháp phun phủ có tính chất quang học như: độ truyền sáng vùng nhìn thấy 65% độ ngăn cản xạ hồng ngoại 60% Ngoài nhóm nghiên cứu thử nghiệm thành công phương pháp phủ màng đơn giản so với phương pháp phun phủ phương pháp gạt bọt biển cho độ đồng màng phủ cao, độ truyền sáng cao Màng phủ có độ bám dính cao chịu môi trường ẩm tia UV Hoàn thành phủ 20m2 mẫu sản phẩm kính phủ công trình xây dựng Xây dựng hai quy trình công nghệ: (1) Quy trình chế tạo dung dịch phủ (2) Quy trình phủ màng ngăn cản xạ hồng ngoại kính Kiến nghị: Đề nghị cho tiếp tục hướng nghiên cứu đề tài để phát triển công nghệ chế tạo màng phủ ngăn cản xạ hồng ngoại phát triển thành dự án sản xuất thử nghiệm quy mô lớn đưa kết nghiên cứu vào thực tế 59 Tài liệu tham khảo [1] Rickers C., et al., 2003, “Spectrally selective reflecting thin-film filters for laser display technology”, Thin Solid Films, vol 442, pp 145 [2] S Kirita, J Ohsako, T Kawashima, M Kakinuma, S Haga "Liquid crystal display with a light selective reflection filter", US patent 8,179,504 B2 [3] K.L Chopra, S Major, D.K Pandya, "Transparent conductors – a status review" Thin Solid Films 102 (1983) [4] B Zhang, Y Tian, J.X Zhang, W Cai, "The FTIR studies of SnO2:Sb (ATO) films deposited by spray pyrolysis" Materials Letters 65 (2011), 1204 [5] S Assia, O Ratiba, M E Mahdi, and K Mohamed, "Optical Reflectance of Pure and Doped Tin Oxide: From Thin Films to Poly-Crystalline Silicon/Thin Film Device", International Journal of Chemical and Biological Engineering, Vol.2(1), 48 [6] M Rydzek, M Reidinger, M Arduini-Schuster, J Manara “Comparative study of sol–gel derived tin-doped indium- and aluminum-doped zincoxide coatings for electrical conducting and low-emitting surfaces”, Progress in Organic Coatings, Volume 70, Issue 4, April 2011, Pages 369375 [7] K H Ri, Y Wang, W L Zhou, J X Gao, X J Wang, J Yu, "The structural properties of Al doped ZnO films depending on the thickness and their effect on the electrical properties", Applied Surface Science 258 (2011) 1283– 1289 [8] G Sanon, A Rajrup, Mansingh, Thin Solid Films 190 (1990) 287 [9] Z Ben Ayadi, L El Mir, K Djessas, S Alaya, “Effect of the annealing temperature on transparency and conductivity of ZnO:Al thin films”, Thin Solid Films, Volume 517, Issue 23, October 2009, Pages 6305-6309 [10] Vu Xuan Hien, Khuc Quang Trung, Ly Tu Huy Anh, Dang Duc Vuong, Nguyen Duc Chien, “Improve the gas sensing properties of SnO2 nanoparticle by doping CuO using hydrothermal treatment method”, Proc 2nd International Workshop on Nanotechnology and Application (IWNA 2009),Vung Tau, Nov 2009, pp 514-517 60 [11] Khuc Quang Trung, Vu Xuan Hien, Pham Van Thang, Dang Duc Vuong, Nguyen Duc Chien, “Influence of hydrothermal temperature on SnO2 nanorods formation”, Proc 2nd International Workshop on Nanotechnology and Application (IWNA 2009),Vung Tau, Nov 2009, pp.549-552 [12] Nguyen Van Hieu*, Dang Thi Thanh Le, Le Thi Ngoc Loan, Nguyen Duc Khoang, Nguyen Van Quy, Nguyen Duc Hoa, Phuong Dinh Tam, AnhTuan Le, Tran Trung, “A comparative study on the NH3 gas-sensing properties of ZnO, SnO2, and WO3nanowires”, Int J Nanotechnology, (2011) 174-187 [13] Le Viet Thong, Le Thi Ngoc Loan, Nguyen Van Hieu*, "Comparative study of gas sensor performance of SnO2 nanowires and their hierarchical nanostructures" Sensors and Actuators B 112 (2010) 112-119 61 [...]... của máy gia tốc và điều kiện tự nhiên I.3.3 Nội dung nghiên cứu  Nghiên cứu quá trình tổng hợp oxit SnO2 có kích thước từ 5-10 nm  Nghiên cứu quá trình tổng hợp polyme vô cơ đóng rắn bằng tia UV  Nghiên cứu quy trình chế tạo dung dịch phủ nano composite  Khảo sát cấu trúc, thành phần và tính chất của lớp phủ  Đánh giá đặc tính quang học và hiệu quả ngăn cản bức xạ hồng ngoại của lớp phủ trên kính...+ Nghiên cứu công nghệ sol-gel để tổng hợp vật liệu SnO2 kính thước nano + Nghiên cứu tổng hợp chất keo lai tạo vô cơ/ hữu cơ có khả năng bám dính trên kính và đóng rắn bằng tia tử ngoại UV + Nghiên cứu triển khai phủ trên kính bằng công nghệ phun phủ thích hợp với điều kiện hiện tại của Việt Nam + Nghiên cứu và khảo sát tính năng của sản phẩm trong các điều kiện môi trường khắc nghiệt của máy... Sơ đồ quy trình chế tạo dung dịch phủ Bước 1 Phân tán hạt nano ATO trong dung môi ethanol với sự hỗ trợ của máy rung siêu âm 26 Bước 2 Bổ sung polymer vô cơ và chất khơi mào vào và tiến hành khuấy trộn đều trong 3h liên tục Quá trình này phải thực hiện trong điều kiện không có ánh sáng Bước 3 Khảo sát và điều chỉnh tính chất của dung dịch keo về độ nhớt, độ phân tán, độ ổn định Bước 4 Khảo sát và tiến... đồng nhất Dung dịch polymer vô cơ Polyme vô cơ Xác định các đặc trưng của polymer Hình 9 Quy trình tổng hợp polyme vô cơ Polyme vô cơ được tổng hợp theo quy trình ở hình 9 với các bước cụ thể như sau: 23 Bước 1 Hòa trộn hai chất TMOS và MPS với dung môi ethanol với tỉ lệ TMOS/MPS/ethanol 90/10/400 để được dung dịch đồng nhất Bước 2 Bổ sung thành phần axit từ HCl (0,1M) sao cho tỉ lệ của Si:H2O là 1:2... kính low-E bằng quá trình phun phủ  Đánh giá chỉ tiêu chất lượng và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của sản phẩm kính low-E nghiên cứu, có so sánh với sản phẩm tương đồng I.3.4 Tính khả thi của vấn đề nghiên cứu - Nhóm nghiên cứu của đề tài có trình độ chuyên môn sâu về lĩnh vực nghiên cứu và hướng nghiên cứu này đã được tiến hành ở nước ngoài do đó nhóm nghiên cứu rất tin tưởng vào sự thành công của đề tài... phủ bằng công nghệ phun phủ và gạt bọt biển 27 Bước 1 Phân tán hạt nano ATO trong dung dịch ethanol cùng với sự có mặt của chất hoạt động bề mặt không ion polyethleneoxide (polyox) Bước 2 Trộn hợp dung dịch keo vô cơ với dung dịch phân tan ATO theo tỉ lệ ATO/ polyme 10% khối lượng Bước 3 Khuấy trộn đều hỗn hợp trong vòng 60 phút để được hỗn hợp đồng nhât Bước 4 Bổ sung thành phần chất đóng rắn (đóng rắn. .. polyoxyethylene Cấu trúc mạch phân tử Đây là dạng chất hoạt động bề mặt không ion hỗ trợ cho quá trình phân tán hạt nano ATO trong nền polymer d Dung môi ethanol Công thức cấu tạo: C2H5OH Độ tinh khiết: 99% e Chất khơi mào quan (initiator) 2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide (TPO) Công thức cấu tạo của TPO 25 III.3.2 Quy trình tổng hợp Thành phần các chất trong dung dịch phủ: STT Tên chất Hàm lượng 1 Nano. .. DNA, và protein Polyme được sử dụng phổ biến trong thực tế với tên goi là Nhựa, nhưng polyme bao gồm 2 lớp chính là polyme thiên nhiên và polyme nhân tạo Các polyme 13 hữu cơ như protein (ví dụ như tóc, da, và một phần của xương) và axít nucleic đóng vai trò chủ yếu trong quá trình tổng hợp polyme hữu cơ Có rất nhiều dạng polyme thiên nhiên tồn tại chẳng hạn xenlulo (thành phần chính của gỗ và giấy) Có. .. thuộc vào điều kiện thực nghiệm có thể xảy ra ba cơ chế cạnh tranh : alkoxonlation, oxolation * Cơ chế alkoxolation: * Cơ chế oxolation: Giống cơ chế alkoxotion nhưng R được thay thế bằng H III.3 Tổng hợp keo phủ III.3.1 Nguyên vật liệu và hoá chất sử dụng a Bột nano SnO2:Sb (ATO) 24 Sản phẩm bột SnO2:Sb được tổng hợp trong nghiên cứu của đề tài có các đặc trưng sau: STT Tính chất Giá trị 1 Kích thước. .. hợp dung dịch keo phủ - Thiết bị phun phủ: thuê của glasskote – Đáp Cầu - Thiết bị dao (thanh nhôm) và bọt biển: 1 hệ tự chế - Kính tấm 400x400mm: 20 tấm III.4.2 Quy trình thử nghiệm Bột nano SnO2:Sb Keo phủ vô cơ Chất đóng rắn Dung môi Khuấy trộn Hệ keo phủ Gạt bọt biển Phun phủ trên kính Mẫu kính phủ Mẫu kính phủ Hình 11 Quy trình thử nghiệm trên kính Quy trình sản xuất thử nghiệm sản phẩm kính phủ

Ngày đăng: 28/07/2016, 11:19

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

Tài liệu liên quan