Composites thermochromes a base de dioxyde de vanadium

par Jean-Christophe Valmalette

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Chimie

Sous la direction de Jean-Raymond Gavarri.

Soutenue en 1994

à Toulon .

mots clés

Résumé

Vo#2 presente vers tc = 68c une transition structurale semi-conducteur-metal reversible qui s'accompagne d'une modification importante des proprietes electriques, magnetiques et optiques. En outre, par dopage, il est possible d'abaisser la temperature de transition. L'utilisation d'un tel materiau comme filtre adaptatif du rayonnement infrarouge est envisagee depuis de nombreuses annees. Nos travaux ont montre qu'il est possible d'utiliser les proprietes du dioxyde de vanadium en l'inserant dans une matrice polymere et en respectant certaines conditions: distribution granulometrique du pigment et repartition au sein du polymere. Dans ce but, nous avons developpe une nouvelle synthese du dioxyde de vanadium par decomposition thermique reactive de l'hexavanadate d'ammonium. Cette transformation comporte de nombreuses etapes ou interviennent des reductions successives du v#5#+ en v#4#+. Nous mettons en evidence la formation de n#2o (selon les conditions cinetiques) durant la pyrolyse. La transformation de la phase metastable vo#2(b) en vo#2 thermochrome est etudiee. Le dioxyde de vanadium thermochrome obtenu presente une distribution granulometrique centree sur 1 micron. Le dopage de vo#2 a ete realise a partir de melanges d'hexavanadate d'ammonium et de tungstate ou de molybdate d'ammonium. Les films polymeres thermochromes obtenus par insertion de vo#2 ont ete caracterises par meb et spectroscopie ir-tf. La mise au point d'un dispositif de mesure pyranometrique a permis une mesure globale de l'efficacite de la transition dans la gamme du rayonnement solaire. Enfin, une modelisation de la transmittance infrarouge du film thermochrome a permis de degager les conditions optimales de l'efficacite de la transition pour un composite polymere/pigment thermochrome. Ces resultats permettent d'envisager l'utilisation future de tels revetements pour la regulation thermique (habitat, automobile, serres agricoles etc. ) ou pour tout autre application interessant des changements brutaux de proprietes en fonction de la temperature

Titre traduit

Thermochromic vanadium dioxide/polymer composites

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