Page 55 - 《精细化工》2020年第8期

第 37 卷第 8 期 精 细 化 工 Vol.37, No.8
202 0 年 8 月 FINE CHEMICALS Aug. 2020

综论
VO 相变温度及性能的影响因素与应用研究进展
2

鲍 艳 1,2 ，葛 昕 1,2

〔1. 陕西科技大学 轻工科学与工程学院，陕西 西安 710021；2. 轻化工程国家级实验教学示范中心（陕
西科技大学），陕西 西安 710021〕

摘要：二氧化钒（VO 2 ）作为一种相变金属氧化物，其相变温度为 68 ℃。在 68 ℃以下 VO 2 呈绝缘单斜相，在
68 ℃以上呈金红石相，这种晶体结构的变化导致 VO 2 在光性能和电性能方面表现出可逆的突变，从而成为光电
开关领域的宠儿。基于此，对 VO 2 的制备方法及调控 VO 2 相变温度与性能所采取的主要手段进行了综述，并归
纳了不同制备方法的优缺点及调控 VO 2 相变温度与性能的因素，总结了近年来 VO 2 的应用进展，最后对 VO 2
的发展趋势进行了展望。
关键词：二氧化钒；相变温度；相变性能；功能材料
中图分类号：TQ135.1+1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 08-1553-08

Research progress of factors influencing phase transition temperature and
properties of VO 2 and its applications

1,2
1,2
BAO Yan , GE Xin
（1. College of Light Industry Science and Engineering, Shaanxi University of Science & Technology, Xi'an 710021,
Shaanxi, China; 2. National Demonstration Center for Experimental Light Chemistry Engineering Education, Shaanxi
University of Science & Technology, Xi'an 710021, Shaanxi, China）

Abstract: As a phase transition metal oxide, vanadium dioxide (VO 2) has a phase transition temperature of
68 ℃. VO 2 presents an insulating monoclinic phase below 68 ℃ and a rutile phase above 68 ℃. The
change in crystal structure leads to the reversible mutation in the optical and electrical properties of VO 2,
which makes it a favorite in the field of photoelectric switches. The preparation methods of VO 2 and the
main measures to regulate the phase transition temperature and properties of VO 2 are reviewed. The
advantages and disadvantages of different preparation methods are summarized. Moreover, the factors
regulating the phase transition temperature and properties of VO 2 are discussed. The application progress of
VO 2 in recent years is also summarized. Finally, the future development trend of VO 2 is prospected.
Key words: vanadium dioxide; phase transition temperature; phase transition properties; functional materials

[4]
二氧化钒（VO 2）是一种不同于其他众多金属氧 致变色等功能 。另外，VO 2 在低温（68 ℃以下）下
化物的相变材料，其相变温度为 68 ℃。在 68 ℃以下 具有高的电阻率、表现出优异的绝缘性，而在高温
VO 2 的晶体结构呈现绝缘单斜相（M），在 68 ℃以上 （68 ℃以上）下则具有低的电阻率、表现出优异的导
[1]
[5]
呈现金红石相（R） ，如图 1 所示。正是由于这种晶 电性，一般电阻率的变化在 4~5 个数量级 。VO 2 优
体结构的变化导致了VO 2 在光性能和电性能方面表现 异的热致光响应及热致电响应性能已使其在智能窗
[8]
[9]
出可逆的突变 [2-3] 。在低温（68 ℃以下）下 VO 2 表现 户 [6-7] 、光电开关 、激光防护 、红外伪装 [10-12] 、记
出高红外光透过性，高温（68 ℃以上）下则突变为低 忆材料 [13] 和温度传感 [14] 等领域的应用引起了广泛关
红外光透过性，从而可实现高温隔热、低温保暖及热 注。然而，VO 2 较高的相变温度又限制了它的应用。

收稿日期：2020-03-16; 定用日期：2020-04-20; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200205
基金项目：国家自然科学基金（21878181）；陕西省重点研发计划（2018ZDXM-GY-118）
作者简介：鲍 艳（1981—），女，教授，E-mail：baoyan@sust.edu.cn。