F掺杂对VO2微观结构及其热致相变性能的影响
2020-10-21董禹彤,刘敬肖,史非,宋昕,康佳宏,马静
董 禹 彤, 刘 敬 肖, 史 非, 宋 昕, 康 佳 宏, 马 静
( 大连工业大学 纺织与材料工程学院, 辽宁 大连 116034 )
0 引 言
VO2是一种典型的热致相变材料,自1959年Morin首次发现其热致相变特性以来,便获得学术界的持续关注[1]。单斜相VO2(M)在68 ℃会发生从低温半导体态到高温金属相VO2(R)的转变,其晶体结构从单斜晶系(P21/c)转变为立方晶系(P42/mnm)[2-3]。在相变发生的过程中,其电阻率、磁化率、光学折射率、透射率和反射率也随之发生突变。利用这种特性,VO2在光电开关、热敏电阻、强激光防护装置、节能窗玻璃等众多领域具有良好的应用前景[4-6]。然而,由于VO2薄膜的相变温度高于室温,在很大程度上限制了它的实际应用。为了降低VO2的相变温度,目前通过掺杂其它元素来降低VO2粉体的相变温度,成为研究的热点[7]。江炜等[8]通过热分解方法研究制备了掺钨的纳米VO2粉体,其相变温度从67.15 ℃降低至26.46 ℃。陈金民等[9]采用微波等离子体增强法,成功制备出系列氮掺杂VO2薄膜(VO2-xNy),使薄膜的相变温度降至41 ℃。
本实验采用水热法制备了F掺杂VO2粉体,并对F掺杂VO2的微观结构及热致相变性能的影响规律进行了系统研究,研究结果对于调控VO2的相变温度和实现其在智能节能玻璃领域的广泛应用具有重要的参考价值。
1 实 验
1.1 材 料
五氧化二钒粉末(AR,99.0%),山东西亚化学工业有限公司;氟化铵(AR,96.0%),天津市大茂化学试剂厂;二水合草酸(AR,99.5%),国药集团化学试剂有限公司。
1.2 样品制备
V2O5和草酸以一定比例混合均匀,根据不同的F、V摩尔比,加入不同量的氟化铵,获得反应前驱液。……
