Wanneer zonlicht het oppervlak van een object raakt, absorbeert het object voornamelijk nabij-infrarood lichtenergie om de oppervlaktetemperatuur te verhogen, en nabij-infrarood lichtenergie is goed voor 50% van de totale energie van zonlicht.In de zomer, wanneer de zon op het oppervlak van het object schijnt, kan de oppervlaktetemperatuur oplopen tot 70~80℃.Op dit moment moet infrarood licht worden gereflecteerd om de oppervlaktetemperatuur van het object te verlagen;wanneer de temperatuur in de winter laag is, moet infrarood licht worden doorgelaten om de warmte te behouden.Dat wil zeggen, er is behoefte aan een intelligent materiaal voor temperatuurregeling dat infrarood licht bij hoge temperaturen kan reflecteren, maar infrarood licht bij lage temperaturen kan uitzenden en tegelijkertijd zichtbaar licht kan uitzenden, om energie te besparen en het milieu te beschermen.
Vanadiumdioxide (VO2) is een oxide met faseveranderingsfunctie nabij 68°C.Het is denkbaar dat als het VO2-poedermateriaal met faseveranderingsfunctie wordt gecompoundeerd in het basismateriaal en vervolgens wordt gemengd met andere pigmenten en vulstoffen, een samengestelde intelligente temperatuurcontrolecoating op basis van VO2 kan worden gemaakt.Nadat het oppervlak van het object is gecoat met dit soort verf, kan infrarood licht het interieur binnendringen wanneer de interne temperatuur laag is;wanneer de temperatuur stijgt tot de kritieke faseovergangstemperatuur, treedt er een faseverandering op en neemt de infraroodlichttransmissie af en neemt de interne temperatuur geleidelijk af;Wanneer de temperatuur tot een bepaalde temperatuur daalt, ondergaat VO2 een omgekeerde faseverandering en neemt de infraroodlichttransmissie weer toe, waardoor een intelligente temperatuurregeling wordt gerealiseerd.Het is duidelijk dat de sleutel tot het bereiden van coatings met intelligente temperatuurregeling het bereiden van VO2-poeder met faseveranderingsfunctie is.
Bij 68 ℃ verandert VO2 snel van een lage temperatuur halfgeleider, antiferromagnetische en MoO2-achtige vervormde rutiel monokliene fase in een hoge temperatuur metaalachtige, paramagnetische en rutiel tetragonale fase, en de interne VV covalente binding verandert. Het is een metaalbinding , die een metaalachtige toestand presenteert, wordt het geleidingseffect van vrije elektronen sterk verbeterd en veranderen de optische eigenschappen aanzienlijk.Wanneer de temperatuur hoger is dan het faseovergangspunt, bevindt VO2 zich in een metallische toestand, blijft het zichtbare lichtgebied transparant, is het infraroodlichtgebied sterk reflecterend en wordt het infraroodlichtgedeelte van de zonnestraling buiten geblokkeerd, en de doorlaatbaarheid van infrarood licht is klein;Wanneer het punt verandert, bevindt VO2 zich in een halfgeleidertoestand en is het gebied van zichtbaar licht tot infrarood licht matig transparant, waardoor de meeste zonnestraling (inclusief zichtbaar licht en infrarood licht) de kamer kan binnenkomen, met hoge transmissie, en deze verandering is omkeerbaar.
Voor praktische toepassingen is de faseovergangstemperatuur van 68°C nog te hoog.Hoe de faseovergangstemperatuur naar kamertemperatuur kan worden verlaagd, is een probleem waar iedereen om geeft.Op dit moment is doping de meest directe manier om de faseovergangstemperatuur te verlagen.
Momenteel zijn de meeste methoden voor het bereiden van gedoteerde VO2 unitaire doping, dat wil zeggen dat alleen molybdeen of wolfraam wordt gedoteerd, en er zijn weinig rapporten over de gelijktijdige doping van twee elementen.Doping van twee elementen tegelijkertijd kan niet alleen de faseovergangstemperatuur verlagen, maar ook andere eigenschappen van het poeder verbeteren.