När solljus träffar ytan på ett objekt absorberar objektet huvudsakligen nära-infraröd ljusenergi för att öka dess yttemperatur, och nära-infraröd ljusenergi står för 50% av solljusets totala energi.På sommaren, när solen skiner på objektets yta, kan yttemperaturen nå 70 ~ 80 ℃.Vid denna tidpunkt måste infrarött ljus reflekteras för att minska yttemperaturen på föremålet;när temperaturen är låg på vintern måste infrarött ljus sändas för värmebevarande.Det vill säga, det finns ett behov av ett intelligent temperaturkontrollmaterial som kan reflektera infrarött ljus vid höga temperaturer, men sända infrarött ljus vid låga temperaturer och sända synligt ljus samtidigt, för att spara energi och skydda miljön.
Vanadindioxid (VO2) är en oxid med fasförändringsfunktion nära 68°C.Det är tänkbart att om VO2-pulvermaterialet med fasförändringsfunktion blandas in i basmaterialet, och sedan blandas med andra pigment och fyllmedel, kan en komposit intelligent temperaturkontrollbeläggning baserad på VO2 göras.Efter att ytan på föremålet är belagd med denna typ av färg, när den inre temperaturen är låg, kan infrarött ljus komma in i interiören;när temperaturen stiger till den kritiska fasövergångstemperaturen sker en fasförändring, och den infraröda ljustransmittansen minskar och den inre temperaturen minskar gradvis;När temperaturen sjunker till en viss temperatur, genomgår VO2 en omvänd fasförändring, och den infraröda ljustransmittansen ökar igen, vilket förverkligar intelligent temperaturkontroll.Det kan ses att nyckeln till att förbereda intelligenta temperaturkontrollbeläggningar är att förbereda VO2-pulver med fasändringsfunktion.
Vid 68 ℃ ändras VO2 snabbt från en lågtemperaturhalvledare, antiferromagnetisk och MoO2-liknande förvrängd rutil monoklin fas till en högtemperatur metallisk, paramagnetisk och rutil tetragonal fas, och den inre VV kovalenta bindningen förändras. Det är en metallbindning , som uppvisar ett metalliskt tillstånd, förstärks ledningseffekten av fria elektroner kraftigt, och de optiska egenskaperna förändras avsevärt.När temperaturen är högre än fasövergångspunkten är VO2 i ett metalliskt tillstånd, det synliga ljusområdet förblir transparent, det infraröda ljusområdet är starkt reflekterande och den infraröda ljusdelen av solstrålningen är blockerad utomhus, och transmittansen av infrarött ljus är litet;När punkten ändras är VO2 i ett halvledartillstånd, och området från synligt ljus till infrarött ljus är måttligt transparent, vilket gör att den mesta solstrålningen (inklusive synligt ljus och infrarött ljus) kan komma in i rummet, med hög transmittans, och denna förändring är reversibel.
För praktiska tillämpningar är fasövergångstemperaturen på 68°C fortfarande för hög.Hur man sänker fasövergångstemperaturen till rumstemperatur är ett problem som alla bryr sig om.För närvarande är det mest direkta sättet att minska fasövergångstemperaturen dopning.
För närvarande är de flesta metoderna för att framställa dopad VO2 enhetsdopning, det vill säga endast molybden eller volfram är dopad, och det finns få rapporter om samtidig dopning av två element.Doping av två element samtidigt kan inte bara minska fasövergångstemperaturen, utan också förbättra andra egenskaper hos pulvret.