本發(fā)明涉及相變陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷及其制備方法。

背景技術(shù)：

導(dǎo)體與非導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)不同,導(dǎo)體的電導(dǎo)主要決定于費(fèi)米面附近的情況，如果通過(guò)改變外界條件能夠影響到能帶結(jié)構(gòu)或費(fèi)米能級(jí),則就可以引起金屬導(dǎo)體與絕緣體間的轉(zhuǎn)變。二氧化釩(vo2)具有金屬-絕緣體相變(mit)特性，是一種智能熱致變色材料。在68℃附近vo2由低溫單斜半導(dǎo)體相轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷厮姆浇饘傧?，其光電及磁學(xué)性能隨之發(fā)生了很大的可逆變化，使得成為一種有廣泛應(yīng)用前景的光電轉(zhuǎn)換材料、光存儲(chǔ)、激光保護(hù)和智能窗材料，在理論研究和應(yīng)用上均具有很高的價(jià)值。vo2薄膜在低溫時(shí)具有較高的紅外透過(guò)率，在高溫時(shí)紅外透過(guò)率卻很低，利用這一特性，可在玻璃襯底上沉積不同生長(zhǎng)取向的二氧化釩薄膜，通過(guò)其在不同溫度下對(duì)紅外光透過(guò)率的改變，實(shí)現(xiàn)智能調(diào)節(jié)紅外輻射的入射量起到保持室溫的目的。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，需要將vo2的相變溫度從68℃降低至室溫乃至更低溫度。

為拓展材料的應(yīng)用范圍，如何可控降低vo2的相變溫度成為研究熱點(diǎn)。據(jù)報(bào)道，通過(guò)摻雜、應(yīng)力、改變晶粒尺寸等可以調(diào)節(jié)vo2相變溫度，然而從材料的維度即vo2薄膜考慮，摻雜比例不能有效調(diào)控，繼而不能實(shí)現(xiàn)可控調(diào)節(jié)相變溫度；另一方面，薄膜的制備工藝成本高昂，程序復(fù)雜，難以進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。此外，通過(guò)改變應(yīng)力和晶粒大小改變vo2的相變溫度，調(diào)節(jié)空間較小，重復(fù)性差，不能實(shí)現(xiàn)可控連續(xù)調(diào)節(jié)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷及其制備方法，用該方法制備的vo2塊體材料相變溫度可降低至室溫25℃乃至更低，其工藝過(guò)程少，用料簡(jiǎn)單，能耗低，制備的陶瓷材料物理性能優(yōu)越。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)室溫下，首先，將稱量好的檸檬酸放入燒杯中，加入去離子水，在磁力攪拌下溶解，形成透明溶液；然后稱量分析純的五氧化二釩放入燒杯中，一并磁力攪拌，形成均勻溶液；其中五氧化二釩與檸檬酸的物質(zhì)的量比為1:1.5～2.5，混合溶液的檸檬酸-五氧化二釩濃度為0.025±5％g/ml；

(2)將攪拌均勻的混合溶液倒入密閉高溫高壓容器中，然后將容器放入烘箱中以170℃～190℃加熱，保證容器內(nèi)部進(jìn)行高溫高壓水熱反應(yīng)；反應(yīng)時(shí)間為5～10h；

(3)待反應(yīng)結(jié)束后，再對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行固液分離：將沉淀進(jìn)行離心清洗；再將沉淀懸濁液倒入燒杯中，最后放入烘箱中80℃～100℃干燥，得到正交相vo2粉體；

(4)將正交相vo2粉體在真空環(huán)境下500℃～600℃熱處理1～2h，去除有機(jī)物，且真空熱處理過(guò)程中發(fā)生相變，得到單斜相vo2粉體；

(5)根據(jù)鈮的摻雜比例，計(jì)算得到的化學(xué)計(jì)量比分別稱取上述步驟所制備的單斜相vo2粉體和nb2o5粉體，研磨、壓片燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000～1100℃，燒結(jié)時(shí)間為10～12h，得到片狀燒結(jié)物；上述鈮摻雜比例為燒結(jié)物中釩與鈮的原子數(shù)量比為99％:1％～97％：3％；

(6)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min后，再以泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1000-1100℃，保溫5-6h后隨爐冷卻至室溫，得到摻nb⁵⁺的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

所述固液分離采用離心分離，離心轉(zhuǎn)速為5000r/min～6000r/min，離心時(shí)間為3～5min。

優(yōu)選的，所述真空熱處理采用石英管式電阻絲爐，加熱前先通入普純氬氣，氬氣氣體流速為300sccm～400sccm沖洗石英管10-20min。

優(yōu)選的，熱處理前，石英管內(nèi)的壓強(qiáng)≤0.1pa。

優(yōu)選的，所述燒結(jié)采用石英管式電阻絲爐，燒結(jié)前石英管式電阻絲爐通入普純氬氣，氬氣氣體流速為300sccm～400sccm沖洗石英管10-20min，再以泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa。

所述制備方法得到的nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷，具有結(jié)構(gòu)突變、電阻率突變及磁性突變的特性，其相轉(zhuǎn)變溫度可控至室溫20℃～25℃。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明制備得到的陶瓷是一類具有廣闊應(yīng)用前景的多功能陶瓷材料，具有單相結(jié)構(gòu)和豐富的物理性能轉(zhuǎn)變。

(2)v2o5與檸檬酸的水熱反應(yīng)徹底，制備效率極高，大大縮短制備時(shí)間。

(3)摻入1％～3％的nb⁵⁺使得vo2塊體陶瓷相變溫度極大降低至室溫25℃附近。

(4)通過(guò)nb⁵⁺摻雜量的變化可連續(xù)降低相變溫度。

(5)制備工藝可重復(fù)，適用于大量生產(chǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說(shuō)明。

圖1為實(shí)施例1至實(shí)施例4中nb⁵⁺不同摻雜量下vo2金屬-絕緣體相變塊體陶瓷樣品的xrd精修圖譜；

圖2中(a)為實(shí)施例1至實(shí)施例4中nb⁵⁺不同摻雜量下vo2塊體陶瓷樣品的磁溫變化曲線；(b)為實(shí)施例1至實(shí)施例4中nb⁵⁺不同摻雜量下vo2金屬-絕緣體相變塊體陶瓷樣品的阻溫變化曲線。

圖3為實(shí)施例1至實(shí)施例4中vo2金屬-絕緣體相變塊體陶瓷樣品的相變溫度隨nb⁵⁺摻雜量變化散點(diǎn)圖。

表1中根據(jù)精修結(jié)果列出各摻雜比例下的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)abc及體積v。

表1

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)室溫下，首先，將稱量好的檸檬酸放入燒杯中，加入去離子水，在磁力攪拌下溶解，形成透明溶液；然后稱量分析純的五氧化二釩放入燒杯中，一并磁力攪拌，形成均勻溶液；其中五氧化二釩與檸檬酸的物質(zhì)的量比為1:1.5～2.5，混合溶液的檸檬酸-五氧化二釩濃度為0.025±5％g/ml；

(2)將攪拌均勻的混合溶液倒入密閉高溫高壓容器中，然后將容器放入烘箱中以170℃～190℃加熱，保證容器內(nèi)部進(jìn)行高溫高壓水熱反應(yīng)；反應(yīng)時(shí)間為5～10h；

(3)待反應(yīng)結(jié)束后，再對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行固液分離；固液分離采用離心分離，離心轉(zhuǎn)速為5000r/min～6000r/min，離心時(shí)間為3～5min。將沉淀進(jìn)行離心清洗；再將沉淀懸濁液倒入燒杯中，最后放入烘箱中80℃～100℃干燥，得到正交相vo2粉體；

(4)將正交相vo2粉體在真空環(huán)境下500℃～600℃熱處理1～2h，去除有機(jī)物，且真空熱處理過(guò)程中發(fā)生相變，得到單斜相vo2粉體；真空熱處理可采用石英管式電阻絲爐。加熱前，通入普純氬氣10-20min沖洗石英管，氬氣氣體流速為300sccm～400sccm；再抽真空，使石英管內(nèi)的壓強(qiáng)≤0.1pa；

(5)根據(jù)鈮的摻雜比例，計(jì)算得到的化學(xué)計(jì)量比分別稱取上述步驟所制備的單斜相vo2粉體和nb2o5粉體，研磨、壓片燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1000～1100℃，燒結(jié)時(shí)間為10～12h，得到片狀燒結(jié)物；上述鈮摻雜比例為燒結(jié)物中釩與鈮的原子數(shù)量比為99％:1％～97％：3％；燒結(jié)采用石英管式電阻絲爐，燒結(jié)前石英管式電阻絲爐通入普純氬氣，氬氣氣體流速為300sccm～400sccm沖洗石英管10-20min，再以泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa。

(6)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm～400sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境10-20min后，再以泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1000-1100℃，保溫5-6h后隨爐冷卻至室溫，得到摻nb⁵⁺的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

本制備方法得到的nb⁵⁺摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷，具有結(jié)構(gòu)突變、電阻率突變及磁性突變的特性，其相轉(zhuǎn)變溫度可控至室溫20℃～25℃。

實(shí)施例1

1.采用檸檬酸-v2o5水熱反應(yīng)制備單斜相vo2粉體原料：

(1)量取0.00375mol檸檬酸放入50ml的燒杯中，加入去離子水20ml，在磁力攪拌下溶解，形成透明溶液，然后稱取0.0025molv2o5固體粉末，加入上述檸檬酸溶液中，一并磁力攪拌約30min后形成均勻黃色溶液，混合溶液的檸檬酸-五氧化二釩濃度為0.025±5％g/ml；

(2)將上述黃色溶液倒入50ml不銹鋼水熱合成反應(yīng)釜中，并分幾次量取10ml去離子水沖洗步驟(1)中殘留藥品，一并加入反應(yīng)釜中，最終反應(yīng)溶液約為50ml，然后將反應(yīng)釜放入烘箱中，加熱到180℃，持續(xù)反應(yīng)5h；

(3)待上述反應(yīng)時(shí)間結(jié)束后，對(duì)反應(yīng)液進(jìn)行固液分離，吸去上層約35ml澄清溶液，以玻璃棒攪拌黑色沉淀和剩余溶液形成沉淀懸濁液，再用膠管將懸濁液吸入離心管中，設(shè)置離心轉(zhuǎn)速6000r/min，離心時(shí)間3min，加減速時(shí)間各為1min；離心結(jié)束后，吸去離心管中上層澄清溶液，再用乙醇或蒸餾水清洗離心管，伴以玻璃棒攪拌形成沉淀懸濁液，再進(jìn)行上述離心操作；固液分離如此至少三次后，將最終的沉淀懸濁液沖洗倒入燒杯中，再將燒杯放入烘箱90℃干燥15h；

(4)收集上述操作后得到的正交相vo2粉體，將其放入潔凈石英舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境10-20min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至550℃，保溫2h后隨爐冷卻至室溫，得到單斜相vo2粉體原料；

2.高溫?zé)Y(jié)制備無(wú)摻雜單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷：

(1)收集上述操作得到的單斜相vo2粉體原料，充分研磨2h后，稱取約0.6g的粉體壓片；

(2)將上述操作得到的片狀vo2放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至～1000℃，保溫～10h后隨爐冷卻至室溫，得到片狀燒結(jié)物；

(3)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至～1000℃，保溫～5h后隨爐冷卻至室溫，得到無(wú)摻雜的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

利用實(shí)施例1制備得到的無(wú)摻雜單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷樣品的xrd如圖1(a)所示，從圖1(a)觀察到所有特征峰與標(biāo)準(zhǔn)pdf卡片吻合，單相無(wú)第二相衍射峰出現(xiàn)，表1中列出了x＝0時(shí)，晶格參數(shù)abc及體積v。圖2(a)(b)分別給出了vo2的磁溫曲線、阻溫曲線。其中，實(shí)例1在圖1、2(a)(b)中表示為曲線x＝0。

實(shí)施例2

1.采用檸檬酸-v2o5水熱反應(yīng)制備單斜相vo2粉體原料：

采用實(shí)施例1中的方法制備。

2.高溫?zé)Y(jié)制備nb⁵⁺摻雜量1％的vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體，即相變陶瓷中釩與鈮的原子數(shù)量比為99％:1％，包括以下過(guò)程：

(1)根據(jù)釩與鈮的原子數(shù)量比99％:1％計(jì)算稱取上述操作得到的單斜相vo2粉體0.5747g，與量取的0.0050gnb2o5粉體混合，充分研磨2h后，壓片；

(2)將上述操作得到的摻nb2o5片狀vo2放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣400sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境10min，機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1100℃，保溫10～12h后隨爐冷卻至室溫，得到片狀燒結(jié)物；

(3)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1000℃，保溫～5h后隨爐冷卻至室溫，得到nb⁵⁺摻雜量為1％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

利用實(shí)施例2制備得到nb⁵⁺摻雜量1％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體樣品的xrd如圖1(b)所示，從圖1(a)觀察到所有特征峰與標(biāo)準(zhǔn)pdf卡片吻合，單相無(wú)第二相衍射峰出現(xiàn)，表1中列出了x＝1％時(shí)，晶格參數(shù)abc及體積v。圖2(a)(b)分別給出了vo2的磁溫曲線、阻溫曲線。其中，實(shí)例1在圖1、2(a)(b)中表示為曲線x＝1％。

實(shí)施例3

1.采用檸檬酸-v2o5水熱反應(yīng)制備單斜相vo2粉體原料：

采用實(shí)施例1中的方法制備。

2.高溫?zé)Y(jié)制備nb⁵⁺摻雜量2％的vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體，即相變陶瓷中釩與鈮的原子數(shù)量比為98％:2％，包括以下過(guò)程：

(1)根據(jù)釩與鈮的原子數(shù)量比98％:2％計(jì)算稱取上述操作得到的單斜相vo2粉體0.5689g，與量取的0.0100gnb2o5粉體混合，充分研磨2h后，壓片；

(2)將上述操作得到的摻nb2o5片狀vo2放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣400sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境10min，機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1000℃，保溫10～12h后隨爐冷卻至室溫，得到片狀燒結(jié)物；

(3)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至～1000℃，保溫～5h后隨爐冷卻至室溫，得到nb⁵⁺摻雜量為2％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

利用實(shí)施例3制備得到nb⁵⁺摻雜量2％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體樣品的xrd如圖1(c)所示，從圖1(c)觀察到所有特征峰與標(biāo)準(zhǔn)pdf卡片吻合，單相無(wú)第二相衍射峰出現(xiàn)，表1中列出了x＝2％時(shí)，晶格參數(shù)abc及體積v。圖2(a)(b)分別給出了vo2的阻溫曲線、磁溫曲線。其中，實(shí)例1在圖1、2(a)(b)中表示為曲線x＝2％。

實(shí)施例4

1.采用檸檬酸-v2o5水熱反應(yīng)制備單斜相vo2粉體原料：

采用實(shí)施例1中的方法制備。

2.高溫?zé)Y(jié)制備nb⁵⁺摻雜量3％的vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體，即相變陶瓷中釩與鈮的原子數(shù)量比為97％:3％，包括以下過(guò)程：

(1)根據(jù)釩與鈮的原子數(shù)量比97％:3％計(jì)算稱取上述操作得到的單斜相vo2粉體0.5631g，與量取的0.0151gnb2o5粉體混合，充分研磨2h后，壓片；

(2)將上述操作得到的摻nb2o5片狀vo2放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣400sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境10min，機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至1020℃，保溫10～12h后隨爐冷卻至室溫，得到片狀燒結(jié)物；

(3)將上述得到的片狀燒結(jié)物搗碎并充分研磨2h后壓片，放入潔凈石英方舟內(nèi)，再放入管式爐中；以普純氬氣300sccm沖洗管式爐石英管中氣體環(huán)境15min，以機(jī)械泵抽吸管式爐，直至管內(nèi)壓強(qiáng)≤0.1pa，再進(jìn)行管式爐加熱，以5℃/min升溫至～1000℃，保溫～5h后隨爐冷卻至室溫，得到nb⁵⁺摻雜量為3％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體。

利用實(shí)施例4制備得到nb⁵⁺摻雜量3％的單斜相vo2金屬-絕緣體相變陶瓷塊體樣品的xrd如圖1(d)所示，從圖1(d)觀察到所有特征峰與標(biāo)準(zhǔn)pdf卡片吻合，單相無(wú)第二相衍射峰出現(xiàn)，表1中列出了x＝3％時(shí)，晶格參數(shù)abc及體積v。圖2(a)(b)分別給出了vo2的磁溫曲線、阻溫曲線。其中，實(shí)例4在圖1、2(a)(b)中表示為曲線x＝3％。。

采用以上方法制備的nb⁵⁺摻雜后vo2陶瓷具備結(jié)構(gòu)單相的優(yōu)良金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變特性，其轉(zhuǎn)變溫度可控到室溫，是一種具有廣闊應(yīng)用前景的功能材料。這里采用了x射線衍射儀(xrd)對(duì)其物相分析；采用quantumdesign公司的綜合性物性測(cè)試系統(tǒng)(ppms)對(duì)樣品的磁溫性能和阻溫性能進(jìn)行測(cè)量。

如圖1所示，給出了摻入nb⁵⁺比例分別為0、1％、2％和3％的后單斜相vo2陶瓷塊體樣品的xrd精修圖譜，從圖1中觀察到所有特征峰均與標(biāo)準(zhǔn)pdf卡片的吻合，這表明了經(jīng)固相反應(yīng)法所制備的vo2，經(jīng)過(guò)高溫?zé)崽幚砗蟮玫降臉悠芳兌雀撸Y(jié)構(gòu)單一無(wú)雜相。從該精修xrd圖中，得到表1中nb⁵⁺不同摻雜比例下晶格參數(shù)abc及體積v,顯然隨著摻雜比例的提高，晶格參數(shù)變大，這也是促使vo2相變溫度降低的影響因素。

圖2(a)給出了摻入不同比例nb⁵⁺后單斜相vo2陶瓷塊體樣品在外加磁場(chǎng)h＝10koe強(qiáng)度下，磁化率隨溫度變化測(cè)量結(jié)果。從圖中可以看出，隨著摻雜比例的升高，樣品的磁化率在分別在340k、313k、302k、293k附近出現(xiàn)突變，轉(zhuǎn)變溫度隨著摻雜比例升高而降低。從xrd圖譜中看出隨著nb⁵⁺摻雜比例的升高，陶瓷樣品的晶體結(jié)構(gòu)參數(shù)逐漸增大，晶胞體積變大，同時(shí)這就增大了v⁴⁺-v⁴⁺間的距離，不利于在vo2中形成v⁴⁺-v⁴⁺二聚體對(duì)，換言之，摻雜帶來(lái)的晶體膨脹使得二聚體化在更低溫度形成，從而樣品有著更低的磁轉(zhuǎn)變溫度。

圖2(b)給出摻入不同比例的nb⁵⁺后vo2陶瓷塊體樣品在升溫過(guò)程中的電阻率測(cè)量結(jié)果，從阻溫變化測(cè)量中可以看出隨著nb⁵⁺摻雜比例提高，電阻率的突降轉(zhuǎn)變溫度也是分別與磁轉(zhuǎn)變保持一致，表現(xiàn)為絕緣性到金屬性的轉(zhuǎn)變，電阻率的變化都超過(guò)1個(gè)量級(jí)，尤其當(dāng)nb⁵⁺摻雜比例x＝3％時(shí)，電阻率在接近室溫300k處發(fā)生突變。這在大大降低轉(zhuǎn)變溫度的前提下，保證了金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變的材料特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，通過(guò)按比例提高nb⁵⁺摻雜量，可以近乎線性降低樣品的金屬-絕緣體電阻率轉(zhuǎn)變溫度。

圖3直觀給出隨著nb⁵⁺摻雜比例的提高，vo2陶瓷塊體樣品的相變溫度不斷可控降低，每提升1％的摻雜量，轉(zhuǎn)變溫度降低13℃左右，而當(dāng)摻雜量達(dá)到3％時(shí)，其相變溫度已經(jīng)降低至室溫25℃附近。結(jié)果表明，通過(guò)nb⁵⁺摻雜，可控降低vo2陶瓷塊體樣品的相變溫度，使得金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變更接近室溫，潛在地大大提升這一陶瓷材料在實(shí)際生產(chǎn)中的效用。

最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上具體實(shí)施方式僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。