第28卷第1期 2009年1月
中国材料进展 MATERIALSCHINA
Vol.28No.1 Jan.2009
二氧化钒智能节能材料的溶液法制备与光学性能
罗宏杰，高彦峰
（中国科学院上海硅酸盐研究所，上海
200050）
要：VO，智能控温材料由于可随环境温度变化自主调节光波透反射特性，从而可以机敏地调整室内温度，实现冷热双向摘
调节，达到冬天保暖、夏天保冷的效果，而备受关注，成为了下一代智能窗的首选材料。VO，材料研究需要解决以下间题：包括纯相M/RVO，的控制合成；相变温度的降低及其变化温度范围的调控；提高二氧化钒涂层的可见光透过率，以满足建筑的采光要求以及廉价可重复制备方法的开发等。报道了化学溶液制备方法的若干新结果，并指出康价的化学溶液制备方法可
能是VO，智能控温材料产业化应用的重要解决方案。关键词：VOz：温控相变：节能材料；光学性能
中图法分类号：0614.51*1
文献标识码：A
文章编号：16743962(2009)01003805
SolutionProcessing andOpticalProperties
ofvO,Thermochromic Materials
LUOHongjie，GAOYanfeng
(Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China)
Abstract: Among numerous transition - metal semiconductor oxides, vanadium dioxide with various phases is of intense interest and has been extensively investigated for its distinctively optical and electrical properties, VO, films are usually prepared by vapor based process, So far no promising solution methods were reported. 'The direct synthesis of rutile VO, powders is confirmed to be difficult. In this paper, the state of the art of research on VO, thermochromic materials is reviewed and some new progress on solution based synthesis of VO, films and powders are described. The paper indicates that VO, thermochromic materials are very interesting and the solution methods are promising to be applied to smart win-dows.
KeywOrds : VO, ; thermo control phase transformation; energy saving materials: optical properties
1前言
节能和环保已成为时代主题。与日常生活息息相关
的建筑节能，由于量大面广而备受关注。我国的建筑能耗已经占到社会总能耗的27.8%，其中采暖和空调的能耗占建筑总能耗的55%。在现代建筑物中，玻璃占外墙的面积比例越来越大，据测算通过玻璃窗进行的热传递在冬夏季节分别占48%和71%。若采用空调调节室内温度，制冷温度提高2℃，制冷负荷减少约20%；
收稿日期：2008-1201
基金项目：国家自然科学基金资助项目（50772126），国家重点基
础研究发展规划计划（973）项目（2009CB939900），中国科学院百人计划，上海市基础重点研究项目(08JC1420300）经费资助
作者篇介：罗宏杰，男，1956年生，博士，研究员
制热温度调低2℃，制热负荷减少约30%。采用节能玻璃薄膜可大幅降低能耗。节能玻璃镀膜材料的发展经历了被动、主动和智能控温等几个阶段。目前已经投入商业应用的有被动调热型的低发射率（Low-E)建筑玻璃，主动调热的如电致变色玻璃在汽车观后镜等少数领域有应用外，还无法应用于建筑玻璃。智能控温由于可随环境温度变化自主调节光波透反射特性，从而可以机敏地调整室内温度，实现冷热双向调节，达到冬天保暖，夏天保冷的效果而备受关注，成为了下一代智能窗的首选材料。
二氧化钒具有金属-绝缘体转变（MIT)特性，体材料纯相的相变温度为68℃，这一温度可以通过掺杂调节至室温附近）。相变前后，紫外线几乎全部被吸收；在可见光区，透过率几乎不随温度发生变化；而在红外光区，其光学性质发生很大变化，低于相变温度红外线可以高度透过，而高于相变温度，材料可阻隔红外光透过。因此，二氧化钒是一种智能控温玻璃的理想材料。