二氧化釩摻雜鎢粉製備智慧設備

在眾多的釩的氧化物中，二氧化釩以其迅速和突然的相變而顯得與眾不同，其相變溫度為68攝氏度，能夠發生從低溫單斜晶系轉變為高溫四方晶系的可逆變化，使得其電阻率、光學透過率、磁導率等物理性質發生了巨大的變化。這一特性使得其在智慧開關、電子裝置和光電設備中具有非常大的前景。

但是，在日常生活中68 ℃的應用溫度還是太高，因此，必須降低VO₂相變溫度，才能使 VO₂ 可以廣泛運用。近幾年，眾多研究表明，在VO₂中摻雜其他元素可以有效地降低其相變點。特別是高價態的金屬離子，如 MO⁶⁺、W⁶⁺ 等，摻雜效果尤為顯著。

採用水熱合成法將偏鎢酸銨摻雜到二氧化釩中，根據鎢離子與VO2 的摩爾品質比0%、1%和 2%稱取一定量的偏釩酸銨和偏鎢酸銨粉末，先後加入到 40mL 去離子水中，在磁力攪拌器上攪拌溶解，稱取一定量的草酸（與偏釩酸銨摩爾比 1.5∶1）作為還原劑，加入到上述溶液之中，攪拌溶解後呈酒紅色，將上述混合溶液轉移到 100 mL 的聚四氟乙烯內襯的反應釜中，填充度60%，在乾燥箱中 180 ℃下保溫 24 h，得到藍黑色的粉體狀沉澱，將其取出並冷卻至室溫，用去離子水和無水乙醇進行離心洗滌3次。然後將離心後的沉澱物裝在表面皿中，並將表面皿放入乾燥箱，在 80 ℃下保溫 8 h 成乾燥粉體，用瑪瑙研缽磨細。將乾燥後的粉體置於瓷舟中，放入石英管中。在石英管中通入氬氣，氣體流量為 15 mL/min，在 600 ℃下保溫 6 h。隨爐冷卻至室溫，得到摻雜不同摩爾品質比鎢離子的二氧化釩粉。

經過測試表明，摻W離子VO₂ 粉體相變溫度隨鎢摻雜量的增加而不斷減小。鎢摻雜量從 0% 增加到 2% 時，摻雜量每增加 1%，相變溫度下降大約 12.5 ℃，當摻雜 2% 時粉體相變溫度下降到 43.17 ℃，相變溫度接近了日常溫度。