奈米材料的比較.ppt

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1、奈米材料的比較忠信科技陳忠詰三大比較A：反應型V﹒S﹒結晶型。B：奈米溶膠加工V﹒S﹒傳統加工。C：不同奈米材料之比較。A：反應型V﹒S﹒結晶型。報告大綱壹：藥液生產方式與藥液成份。貳：藥液生產方式的比較參：藥液特性比較。肆：Coating的原理及操作。伍：Coating操作的比較。陸：成品的性質比較。柒：整體評估。壹：藥液生產方式與藥液成份一：反應型奈米溶膠（TiO2為例）：Ti（OR）4＋H2O＝Ti（OR）3（OH）＋HORTi（OR）3（OH）＋H2O＝Ti（OR）2（OH）2＋HORTi（OR）2（OH）2＋H2O＝Ti（OR）（

2、OH）3＋HORTi（OR）（OH）3＋H2O＝Ti（OH）4＋HORTi（OH）4＋Ti（OH）4→2TiO2＋4H2O2TiO2＋Ti（OH）4→3TiO2＋2H2O3TiO2＋Ti（OH）4→4TiO2（※）＋2H2O4TiO2→→→→→→→→TiO2（n）（※TiO2有A、B、R及非晶態同時存在）（反應為水解、縮合兩步驟，藉操作條件在同一槽進行。）反應型奈米溶膠藥液的問題一：溶液成份複雜：至少10種成份。二：溶液中成份，相對量會不斷變動。三：TiO2的結晶形態複雜（4種）而無法控制。四：TiO2的粒徑會不斷變大。五：溶劑的揮發太快，

3、固含量變異性大。二：結晶型奈米溶膠（TiO2為例）：TiCl4＋H2O→TiCl4‧H2OTiCl4‧H2O＋NH4OH→Ti（OH）4＋NH4ClTi（OH）4＋NH4Cl＋H2O→→→Ti（OH）4Ti（OH）4＋H2O→Ti（OH）4‧H2OTi（OH）4‧H2O＋H2O2→→TiO2＋H2O＋O2（反應包括預處理、中和、純化、結膠、熟化五步驟）（各反應在分別獨立的反應槽進行）貳：藥液生產方式的比較項目反應型結晶型原物料Ti（OR）4TiCl4價格（元∕升）1000～40002500操作步驟15操作時間1小時64小時設備設計簡單複雜而

4、特殊操作困難度低很高參：藥液特性比較比較項目反應型結晶型主成份種類10（膠合劑∕分散劑）2主成份變異性高（反應持續）不變固含量變異性高（溶劑揮發）很低TiO2含量變異變動很低TiO2結晶型態A、B、R及非晶態anataseTiO2粒徑持續變大不變（水合強）肆：Coating的原理及操作一：反應型：（一）吸附原理：1‧溶劑揮發，固體沉積。2‧膠合劑作用。3‧燒結成膜。（二）操作：1‧拉昇速度快。2‧低溫、低濕。3‧一次coating。4‧高溫燒結。二：結晶型：（一）吸附原理：奈米粒子的高吸附性及高成膜性。（二）操作：1‧多次Coating：底

5、塗、增厚、（面塗）2‧中溫、低溼。3‧依需求有多種燒結條件。不同塗佈層的功用及厚度分類功用厚度（nm）控制要因底塗1‧形成良好附著2‧填平孔隙10～15藥液溫度濕度增厚完成所需膜厚依需要（100～200）拉昇速度藥液溫度面塗使表面平整化10～20拉昇速度伍：Coating操作的比較比較項目反應型結晶型浸泡次數可一次完成3～4次藥液溫度愈低愈好30～40℃環境溫度愈低愈好30～35℃濕度愈低愈好愈低愈好拉昇速度對膜厚愈快愈厚愈快愈厚自動控制不能可自動控制分析頻率高（2～4Hr∕次）低（3～6天∕次）操作條件調整隨藥液老化調整不需要換槽要求2～

6、4週半年～一年污染防治要求高一般陸：成品的性質比較比較項目反應型結晶型膜厚再現性不佳良好膜層安定性容易脫膜安定性高光譜再現性不佳良好光譜安定性不佳良好燒結溫度較高較低反應型光譜不安定的原因一：鍍層成份複雜且相對量會不斷變動。二：TiO2的結晶形態複雜（4種）而無法控制。三：溶劑揮發太快，膜層會留下孔洞。四：膜層厚度隨溶劑揮發而變。五：成份比重差異太大。反應型膜層易脫落的原因一：溶劑揮發，膜層會留下孔洞。二：鍍層成份相對量變動時，造成結晶缺陷。（成份由原物料經中間產物至TiO2，比重不斷提高，留下結晶缺陷。）三：TiO2粒徑不斷變大，亦會留下

7、結晶缺陷。四：TiO2粒徑太大，附著力迅速下降。柒：整體評估項目內容反應型結晶型操作浸泡次數可一次完成3～4次藥液溫度愈低愈好30～40℃拉升速度100（mm/min）50（mm/min）操作環境低溫低溼中溫低溼自動控制不能可自動控制分析頻率高（2～4Hr∕次）低（3～6天∕次）操作條件調整隨藥液老化調整不需要調整換槽頻率2～4週半年～一年成本100％30～50％成品品質品質安定性不佳良好品質再現性不佳良好膜層吸附性不佳良好後製程要求高一般污染防治需求很高一般奈米溶膠加工V﹒S﹒傳統加工不同奈米材料之比較