四氧化二钒的应用研究

背景及概述^[1-2]

化学式VO₂，分子量176.20。黑色至暗蓝色四方晶体，金红石 晶型。常温下在空气中稳定。相对密度4.339，熔点1967℃。吸湿，不溶于水， 溶于酸、碱。1500 K-2000 K范围内的标准摩尔生成吉布斯自由能：

可由五氧化二钒与三氧化二钒固相反应制得。

四氧化二钒吸引了众多研究者的注意原因在于它在68℃发生金属-半导体相变。低温条件下，四氧化二钒在可见光、红外光、射频波段及微波波段具有很高的透过率，但在高温下，四氧化二钒能强烈地减弱所有波段的电磁波的透过率。在相变点处，红外透过率发生突变，同时升温与降温曲线不重合表明相变存在滞后现象。利用四氧化二钒受光幅照相变时红外透过率发生强烈变化，制成抗红外激光辐射的保护膜。

应用^{[2-3] [5]}

应用一、CN201310749791.3公开了一种四氧化二钒均匀分散的改性PET膜的制备方法，PET是目前人类使用最为广泛的合成高聚物之一，早在二十世纪40年代就合 成出了PET，并发现其具有优异的性能，而广泛的应用于纺织、包装、医疗卫生、 汽车、电子电器、安全防护、环境保护等领域。该方法包括以下步骤：1)将聚乙二醇溶解在水中得到聚乙二醇的水溶液，然后将四氧化二钒分散在所述聚乙二醇的水溶液中得到四氧化二钒的分散液，最后将所述四氧化二钒的分散液中的水分蒸干，得到包覆有聚乙二醇的四氧化二钒粉末，备用；2)将步骤(1)所得包覆有聚乙二醇的四氧化二钒粉末与PET粉末加入双螺杆共混挤出、造粒，得到四氧化二钒均匀分散的改性PET切片，备用；3)将步骤(2)所得四氧化二钒均匀分散的改性PET切片采用拉膜工艺进行拉膜得到四氧化二钒均匀分散的改性PET膜。与现有技术相比，本发明得到的四氧化二钒均匀分散的改性PET膜对太阳能辐射有着更高的室温透过率和更低的高温透过率。

应用二、CN201210017938.5公开了一种四氧化二钒智能温控涂层。所述涂层由四氧化二钒粉体浆料、聚合物乳液和涂料助剂混合后涂布在基材而形成；且所述四氧化二钒粉体浆料包括四氧化二钒复合粉体和分散介质，所述四氧化二钒复合粉体包括化学组成为V1-xMxO₂的四氧化二钒纳米粉体，且所述纳米粉体表面接有机改性长链分子，其中M为掺杂元素，0≤x≤0.5。本发明涂层采用经表面有机改性的四氧化二钒纳米粉体(复合粉体)及其浆料，具有较高的可见光透过率，同时几乎可以完全屏蔽紫外线，同时能对太阳光中能量较高的红外线进行智能调节(从高低温红外线透过差值可以看出)，同时涂层外观透明光亮(涂层雾度低)，耐老化，防水，附着力好，耐洗刷性强。

应用三、一种基于四氧化二钒的日照强度计，包括入射窗口、散热片、滤波片、四氧化二钒薄膜、数字测量校正电路、输出接口和壳体，所述入射窗口设置在壳体的顶端，且在壳体内部入射窗口的下方设置散热片，所述滤波片设置在散热片的下方，所述四氧化二钒薄膜设置在滤波片下方，日照经入射窗口进入后，依次经散热片和滤波片照射到四氧化二钒薄膜，光照经四氧化二钒薄膜光-热-电阻转换后，所述四氧化二钒薄膜的输出信号经数字测量校正电路处理后，通过输出接口输出，所述四氧化二钒薄膜、数字测量校正电路和输出接口均设置在壳体内。以达到低成本、高灵敏且高精度的目的。

增强四氧化二钒薄膜相变性能^[4]

一种增强四氧化二钒薄膜相变性能的方法，包括步骤：首先，将采用物理或化学方法在清洁后的基底上沉积四氧化二钒薄膜；对所制备的四氧化二钒薄膜进行光电性能和微结构表征，得到薄膜的化学计量比和微结构信息；将上述制备得到的四氧化二钒薄膜放入等离子体中进行辐照，根据上述表征所得四氧化二钒薄膜的化学计量比和微结构信息，确定等离子体辐照工艺参数后，按照确定的工艺参数进行等离子体辐照处理。本方法通过等离子体辐照后四氧化二钒薄膜相变性能得到明显提高，相比退火等其他后处理方法，具有简单易行、效率高和成本低廉的特点。

主要参考资料

[1] 铁合金辞典

[2] [中国发明,中国发明授权] CN201310749791.3 一种四氧化二钒均匀分散的改性PET膜的制备方法

[3] CN201210017938.5一种四氧化二钒智能温控涂层

[4] CN201510970191.9一种增强四氧化二钒薄膜相变性能的方法

[5]CN201410560543.9基于四氧化二钒的日照强度计