I)本發(fā)明制得的二氧化釩粉體為納米顆粒，尺寸分布均勻，結(jié)晶性較好，具有納米尺寸效應(yīng)。
[0023](2)本發(fā)明二氧化釩薄片制備工藝簡(jiǎn)單，采用的原材料無(wú)毒，制備時(shí)間短，生產(chǎn)成本低。
[0024](3)本發(fā)明二氧化釩薄片能夠?qū)崿F(xiàn)接近室溫的紅外發(fā)射率突變，與現(xiàn)有的二氧化釩粉體或涂層相比，具有更大的紅外發(fā)射率變化量，突變值達(dá)到0.34，相變后的紅外發(fā)射率更小，在紅外隱身和軍事偽裝領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
[0025](4)本發(fā)明二氧化釩薄片機(jī)械強(qiáng)度較高，不易斷裂，便于機(jī)械加工，在實(shí)際應(yīng)用中可以加工成不同尺寸的薄片直接粘貼到所需部位，使用方便。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為二氧化釩從單斜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆浇Y(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的XRD譜圖。
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩粉體的SEM圖。
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的DSC譜圖。
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的二氧化釩薄片(經(jīng)壓制后得到，未經(jīng)過(guò)退火處理)的紅外發(fā)射率隨溫度變化曲線。
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例1制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的紅外發(fā)射率隨溫度的變化曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0032]實(shí)施例1
[0033 ] 一種本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的制備方法，包括以下步驟:
[0034](I)將I.76g(0.015mol)偏釩酸銨和I.58g(0.0082mol)檸檬酸加入到70ml去離子水中進(jìn)行磁力攪拌混合，形成均一的溶液，攪拌時(shí)間為30分鐘；然后將得到的溶液轉(zhuǎn)移到10ml水熱釜中，在245°C下反應(yīng)16h;
[0035](2)反應(yīng)完成后，待水熱釜自然冷卻后取出產(chǎn)物，將得到的產(chǎn)物先進(jìn)行離心，再將離心后得到的產(chǎn)物依次用去離子水、無(wú)水乙醇交替洗滌三次，最后在60 °C下進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為12h，即得V02粉體；
[0036](3)取0.6g步驟(2)得到的VO2粉體，采用壓片機(jī)在20MPa的壓力下將其壓成直徑為20_的薄片(記為沒(méi)有經(jīng)過(guò)退火的二氧化釩薄片)，然后采用如下的退火程序在氬氣氣氛中進(jìn)行退火處理:(a)從室溫升溫至600°C，升溫速率為5°C/min; (b)在600°C保溫6h; (c)降溫至室溫，降溫速率為4°C/min，即得到本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片(記為熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片)。
[0037]圖1為二氧化釩從單斜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆浇Y(jié)構(gòu)的相轉(zhuǎn)變結(jié)構(gòu)示意圖，當(dāng)溫度T〈Tc(相轉(zhuǎn)變溫度)時(shí)，二氧化釩為單斜結(jié)構(gòu)，隨著溫度的上升，當(dāng)溫度T>Tc時(shí)，二氧化釩轉(zhuǎn)變成四方結(jié)構(gòu)，完成了相轉(zhuǎn)變過(guò)程，紅外發(fā)射率在此相轉(zhuǎn)變過(guò)程中發(fā)生突變。圖2本實(shí)施例制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的XRD譜圖，從圖中可以看出在2Θ = 26.9°、27.9°、33.4°、37.1°、39.9°、42.4°、44.7°、52.9°、55.6°、57.5°、60.6°和65.0°存在衍射峰，分別對(duì)應(yīng)單斜結(jié)構(gòu)VO2的(-111)、(011)、(-102)、(-211)、(002)、(-212)、(012)、(-302)、(-311)、(220)、(022)、(-313)和(-402)晶面，與標(biāo)準(zhǔn)I3DF卡片43-1051的圖譜——對(duì)應(yīng)，表明VO2粉體的結(jié)晶性良好。圖3為本實(shí)施例制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩粉體的SEM圖，從圖中可以看出，VO2粉體的形貌近似球形，粒徑大小為70nm?80nm左右，尺寸分布均勻。圖4本實(shí)施制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的DSC譜圖，從圖中可以看出，66.7°C為VO2的吸熱峰，60.3 T^VO2的放熱峰，表明得到的VO2薄片具有熱致相變特性。
[0038]本實(shí)施例紅外發(fā)射率的測(cè)試方法如下:參照文獻(xiàn)(曹義，程海峰，鄭文偉，才鴻年，成紹軍.基于紅外熱像儀的涂層波段發(fā)射率測(cè)量[J].紅外技術(shù)，2007,29(6): 316-320)中的測(cè)量方法，采用FLIR紅外熱像儀測(cè)試7.5μπι?14μπι波段的紅外發(fā)射率。將恒溫水浴槽加熱到待測(cè)溫度，采用導(dǎo)熱膠把樣品粘貼在水浴槽側(cè)面，位置在水面以下且靠近中心，熱平衡30min;打開(kāi)紅外熱像儀，啟動(dòng)自動(dòng)拍攝功能記錄紅外熱圖，拍攝時(shí)操作人員離開(kāi)房間，避免人體輻射的影響；用紅外熱像儀附帶軟件讀出樣品表面的輻射溫度，并通過(guò)計(jì)算得到不同溫度下樣品的紅外發(fā)射率。
[0039]采用上述方法測(cè)試本實(shí)施例制備得到的沒(méi)有經(jīng)過(guò)退火的二氧化釩薄片和熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片在40 °C、50 °C、60°C、70°C、80°C和90°C下的紅外發(fā)射率，得到的紅外發(fā)射率隨溫度的變化曲線如圖5和圖6所示，從圖中可以看出，沒(méi)有經(jīng)過(guò)退火的二氧化釩薄片相轉(zhuǎn)變前后紅外發(fā)射率的最大突變值為0.20，熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片相轉(zhuǎn)變前后紅外發(fā)射率的最大突變值為0.34。通過(guò)在氬氣氣氛中退火將制得的粉體中少量其他相的二氧化釩轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕嗟亩趸C，提高了薄片的機(jī)械強(qiáng)度和結(jié)晶度，增加了二氧化釩薄片相變前后紅外發(fā)射率的變化量。
[0040]實(shí)施例2
[0041 ] 一種本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的制備方法，包括以下步驟:
[0042](I)將1.76g(0.015mol)偏釩酸銨和1.58g(0.0082mol)檸檬酸加入到70ml去離子水中進(jìn)行磁力攪拌混合，形成均一的溶液，攪拌時(shí)間為30分鐘；然后將得到的溶液轉(zhuǎn)移到10ml水熱釜中，在285°C下反應(yīng)8h;
[0043](2)反應(yīng)完成后，待水熱釜自然冷卻后取出產(chǎn)物，將得到的產(chǎn)物先進(jìn)行離心，再將離心后得到的產(chǎn)物依次用去離子水、無(wú)水乙醇交替洗滌三次，最后在80 °C下進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為I Oh，即得V02粉體；
[0044](3)取0.6g步驟(2)得到的VO2粉體，采用壓片機(jī)在20MPa的壓力下將其壓成直徑為20mm的薄片，然后采用如下的退火程序在氬氣氣氛中進(jìn)行退火處理:(a)從室溫升溫至6000C，升溫速率為5 °C /min; (b)在600 °C保溫6h ；(c)降溫至室溫，降溫速率為4 °C /min，即得到本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片。
[0045]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的VO2粉體尺寸分布均勻，VO2薄片的機(jī)械強(qiáng)度較高，結(jié)晶性良好，為單斜相結(jié)構(gòu)，具有熱致相變特性;本實(shí)施例紅外發(fā)射率的測(cè)試方法同實(shí)施例1，測(cè)試本實(shí)施例制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片在40°C、50°C、60°C、70°C、80°C和90°C下的紅外發(fā)射率，得出二氧化釩薄片相轉(zhuǎn)變前后紅外發(fā)射率的最大突變值為0.33。
[0046]實(shí)施例3
[0047]—種本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的制備方法，包括以下步驟:
[0048](I)將2.07g(0.015mol)偏釩酸鉀和3.15g(0.0164mol)檸檬酸加入到60ml去離子水中進(jìn)行磁力攪拌混合，形成均一的溶液，攪拌時(shí)間為30分鐘；然后將得到的溶液轉(zhuǎn)移到10ml水熱釜中，在285°C下反應(yīng)12h;
[0049](2)反應(yīng)完成后，待水熱釜自然冷卻后取出產(chǎn)物，將得到的產(chǎn)物先進(jìn)行離心，再將離心后得到的產(chǎn)物依次用去離子水、無(wú)水乙醇交替洗滌三次，最后在70 °C下進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為I Ih，即得V02粉體；
[0050](3)取0.8g步驟(2)得到的VO2粉體，采用壓片機(jī)在20MPa的壓力下將其壓成直徑為20mm的薄片，然后采用如下的退火程序在氬氣氣氛中進(jìn)行退火處理:(a)從室溫升溫至7000C，升溫速率為8 °C/min;(b)在700 °C保溫6h ；(c)降溫至室溫，降溫速率為6 °C /min，即得到本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片。
[0051 ]經(jīng)檢測(cè)，本實(shí)施例制備得到的VO2粉體尺寸分布均勻，VO2薄片的機(jī)械強(qiáng)度較高，結(jié)晶性良好，為單斜相結(jié)構(gòu)，具有熱致相變特性;本實(shí)施例紅外發(fā)射率的測(cè)試方法同實(shí)施例1，測(cè)試本實(shí)施例制備得到的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片在40°C、50°C、60°C、70°C、80°C和90°C下的紅外發(fā)射率，得出二氧化釩薄片相轉(zhuǎn)變前后紅外發(fā)射率的最大突變值為0.31。
[0052] 實(shí)施例4[0053 ] 一種本發(fā)明的熱致變紅外發(fā)射率二氧化釩薄片的制備方法，包括以下步驟:
[0054](I)將1.76g(0.015mol)偏釩酸銨和1.58g(0.0082mol)檸檬酸加入到85ml去離子水中進(jìn)行磁力攪拌混合，形成均一的溶液，攪拌時(shí)間為30分鐘；然后將得到的溶液轉(zhuǎn)移到10ml水熱釜中，在285°C下反應(yīng)8h;
[0055](2)反應(yīng)完成后，待水熱釜自然冷卻后取出產(chǎn)物，將得到的產(chǎn)物先進(jìn)行離心，再將離心后得到的產(chǎn)物依次用去離子水、無(wú)水乙醇交替洗滌三次，最后