本发明涉及化学材料测试领域,具体涉及一种电致变色材料循环寿命的测定方法。
背景技术:
电致变色是指材料的光学性能在外加电场作用下发生可逆变化的现象,直观地表现为材料的颜色和透明度发生可逆变化的过程。这种变色的独到之处在于它可以根据人的意愿来任意调节控制,符合未来智能材料的发展趋势,在建筑物调光窗、汽车后视镜与挡风玻璃、各种平板显示器件等领域有着非常广阔的应用前景。
目前关于电致变色材料循环寿命并没有统一测定方法,常用的测定方法也都是简单地测定循环次数,而不能考虑到电压、电流等因素,因此测出的循环寿命的数据并不可靠。
技术实现要素:
本发明实施例提供一种电致变色材料循环寿命的测定方法,可以根据需要设定离子注入和抽出模式,自动转换,准确测定电致变色材料的循环寿命。
本发明的目的是通过如下技术方案实现的:
本发明实施例提供一种电致变色材料循环寿命的测定方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式和离子抽出模式;
将电致变色材料置于所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换的循环中;
在设定的离子注入模式和离子抽出模式下循环自然停止时的循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,所述的离子注入模式为恒压注入或恒流注入。
进一步的,所述的离子注入模式为恒压注入,
设定透过率,当着色态透过率小于设定透过率时,
转换为抽出模式。
设定时间,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,所述的恒压注入的电压为所述的恒压注入的电压为0.6V-8V,设定时间为1s-20min设定透过率为1%-90%。
进一步的,所述的离子注入模式为恒流注入,
设定透过率,当着色态透过率小于设定透过率时,
转换为抽出模式。
设定电压,当在设定电压内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,所述的恒流注入的电流为15mA-600mA,所述的设定电压为0.6V-8V,所述的设定透过率为1%-90%。
进一步的,所述的离子抽出模式为恒压抽出、恒流抽出或恒电阻抽出。
进一步的,所述的离子抽出模式为恒压抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式;
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,恒压抽出的电压为0.001V-8V,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
进一步的,所述的离子抽出模式为恒流抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式;
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,恒流抽出的电流为15mA-600mA,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
进一步的,所述的离子抽出模式为恒电阻抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式;
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
进一步的,恒电阻抽出的电阻为5Ω-200Ω,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
进一步的,所述的电致变色材料为电致变色显示器、电致变色玻璃、电致变色薄膜或电致变色后视镜。
进一步的,循环中实时测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过率并根据时间、电压和电流与透过率的关系来确定电致变色材料的性能。
与现有技术相比,本发明电致变色材料循环寿命的测定方法至少具有如下有益效果:
本发明方法可以通过设置离子注入和抽出模式,并使二者自动切换,准确测定出设定模式下电致变色材料的循环寿命,数据准确可靠。
本发明方法通过注入模式和抽出模式相互转换并实时监测转换过程中电致变色材料的透过率(着色态和褪色态)与时间、电压、电流变化关系,可以准确测出设定循环次数内电致变色材料的性能变化规律,对测定寿命中出现的问题可以及时分析和调整,提高测定的准确性。
本发明方法采用恒压注入、恒流注入、恒压抽出、横流抽出和恒电阻抽出多种注入和抽出模式组合,可以测定不同条件下电致变色材料的寿命。
注入模式和抽出模式的转换是根据设定的时间、电流、电压等参数来实现自动转换的,操作简单,自动化程度高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方案做进一步阐述,应当理解。具体实施例是为了方便对本发明方案的理解,并不作为对本发明保护范围的限定。
一种电致变色材料循环寿命的测定方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式和离子抽出模式;
将电致变色材料置于所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换的循环中;
在设定的离子注入模式和离子抽出模式下循环自然停止时的循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
以上方案已经可以完成电致变色材料性能测定,在此基础上给出优选方案:
作为优选,所述的离子注入模式为恒压注入或恒流注入。
这里要说明的是:
电压与电流直接决定了电致变色器件的变色幅度、响应时间、变色可逆性等性能。因此采用恒压注入或恒流注入可以直观的体现电致变色材料性能的改变。
作为优选,所述的离子注入模式为恒压注入,
设定透过率,当着色态透过率小于设定透过率时,
转换为抽出模式。
设定时间,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
作为优选,所述的恒压注入的电压为0.6V-8V,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
这里要说明的是:设定透过率参数,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面有利于观察达到设定透过率时,不同循环次数中电压、电流的变化。
这里需要说明的是:设定时间,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面可以体现材料的变色响应时间。
作为优选,所述的离子注入模式为恒流注入,
设定透过率,当着色态透过率小于设定透过率时,转换为抽出模式。
设定电压,当在设定电压内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
作为优选,所述的恒流注入的电流为10mA-700mA,所述的设定电压为0.6V-8V,所述的设定透过率为1%-90%。
这里要说明的是:设定透过率参数,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面有利于观察达到设定透过率时,不同循环次数中电压、电流的变化,并确认设备的稳定性。
这里要说明的是:恒流注入时,电压不能超过材料的电位窗口。
作为优选,所述的离子抽出模式为恒压抽出、恒流抽出或恒电阻抽出。
这里要说明的是:电压与电流直接决定了电致变色器件的变色幅度、响应时间、变色可逆性等性能。因此采用恒压注入或恒流注入可以直观的体现电致变色材料性能的优劣。而恒电阻抽出,则可以同时检测电致变色材料循环时电压、电流的变化。
作为优选,所述的离子抽出模式为恒压抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式。
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
作为优选,恒压抽出的电压为0.001V-8V,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
这里要说明的是:设定透过率参数,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面有利于观察达到设定透过率时,不同循环次数中电压、电流的变化,并确认设备的稳定性。
这里需要说明的是:设定时间,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面可以体现材料的变色响应时间。
作为优选,所述的离子抽出模式为恒流抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式。
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
作为优选,恒流抽出的电流为10mA-700mA,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
这里要说明的是:设定透过率参数,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面有利于观察达到设定透过率时,不同循环次数中电压、电流的变化,并确认设备的稳定性。
这里需要说明的是:设定时间,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面可以体现材料的变色响应时间。
作为优选,所述的离子抽出模式为恒电阻抽出,
设定透过率,当褪色态透过率大于设置透过率时,
转换为注入模式。
设定时间,当在设定时间内,褪色态透过率仍小于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
作为优选,恒电阻抽出的电阻为5Ω-200Ω,所述的设定时间为1s-20min,所述的设定透过率为1%-90%。
这里要说明的是:设定透过率参数,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面有利于观察达到设定透过率时,不同循环次数中电压、电流的变化,并确认设备的稳定性。
这里需要说明的是:设定时间,一方面可直接将不符合变色要求的电致变色材料剔除,另一方面可以体现材料的变色响应时间。
作为优选,所述的电致变色材料为电致变色显示器、电致变色玻璃、电致变色薄膜或电致变色后视镜。
循环中实时测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过率并根据时间、电压和电流与透过率的关系来确定电致变色材料的性能。
实施例1
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒压注入,设置电压为3V;
设定恒压注入的透过率(550nm处)为6%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定时间为30s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒压抽出,设置电压为3.8V,
设定恒压抽出的透过率(550nm处)为78%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为30s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至16320次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是16320次。
实施例2
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒压注入,设置电压为3V;
设定恒压注入的透过率(550nm处)为2%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定时间为110s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒流抽出,设置电流为30mA
设定恒流抽出的透过率(550nm处)为80%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为150s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至9020次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是9020次。
实施例3
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒压注入,设置电压为3V;
设定恒压注入的透过率(550nm处)为8%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定时间为10s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒电阻抽出,设置电阻为30Ω
设定恒流抽出的透过率(550nm处)为65%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为70s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至12396次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是12396次。
实施例4
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒流注入,设置电流为50mA;
设定恒流注入的透过率(550nm处)为11%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定电压为4V,当达到设定电压,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒压抽出,设置电压为3V,
设定恒压抽出的透过率(550nm处)为70%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为11s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至198次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是198次。
实施例5
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒流注入,设置电流为200mA;
设定恒流注入的透过率(550nm处)为5%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定电压为3V,当达到设定电压,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒流抽出,设置电流为30mA
设定恒流抽出的透过率(550nm处)为80%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为51s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至1206次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是1206次。
实施例6
一种电致变色材料FTO-WO3-固体电解质-NiO-ITO循环性能的测试方法,包括如下步骤:
设定离子注入模式为恒流注入,设置电流为100mA。
设定恒流注入的透过率(550nm处)为5%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子抽出模式;
设定电压2.51V,当达到设定电压,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
离子抽出模式为恒电阻抽出,设置电阻为40Ω
设定恒流抽出的透过率(550nm处)为60%,当透过率达到设定的透过率时,转换为离子注入模式;
设定时间为91s,当在设定时间内,着色态透过率仍大于设定透过率时,循环停止,记录循环次数,该循环次数即为电致变色材料的循环寿命。
在循环过程中,电致变色材料在所述的离子注入模式和离子抽出模式连续转换,测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;循环至13885次自动停止,可知在本实施例设定的离子注入和输出模式下,该电致变色材料的循环寿命是13885次。
在测定寿命时,还可测定所述电致变色材料循环时间、电压、电流和透过光谱;根据所述的循环时间、电压、电流与透过光谱的变化关系来确定所述的电致变色材料的性能。本发明方法可以采用相应的测量装置来完成,不做具体限定,这里优选该测量装置包括电池测试仪、在线透过光谱测量系统、计算机组成,通过设置离子注入/抽出模式,根据电压、电流、时间、变色幅度(透过光谱)的变化,分析电致变色材料循环性能。
联合使用电池测试仪和在线透过光谱测量系统,同步、实时监测电致变色过程。
在线透过光谱测量系统,采用积分球照明,平行光管接收,光纤光谱仪实时连续采集透过光谱。
本发明方法适用于电致变色材料的测试,如常用的电致变色显示器、电致变色玻璃、电致变色薄膜或电致变色后视镜等,以上材料是常用的材料,也可用于其他电致变色材料。
本发明申请未尽之处,本领域技术人员可以根据需要选择现有的技术来实现,如如何做好数据的实时监测、监测数据如何处理等均是本领域常规技术可以完成,在此不再赘述。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。