[发明专利]一种二氧化钒涂层的制备方法

摘要

一种二氧化钒涂层的制备方法。首先对金属铜轧带进行电化学抛光，使其粗糙度小于5nm；随后采用离子束辅助沉积法在抛光过的铜基带上沉积一层厚度为5～10nm的氧化铝(Al₂O₃)薄膜；然后在氧化铝薄膜上采用化学溶液浸涂法制备二氧化钒(VO₂)薄膜；再依次重复沉积Al₂O₃薄膜和VO₂薄膜，制备出结构为Cu/Al₂O₃/VO₂/Al₂O₃/VO₂的二氧化钒涂层。本发明二氧化钒涂层可以应用于谐振型限流器，在常温时呈大电阻状态，发生故障短路时电压和电流增大，温度升高，二氧化钒涂层中的VO₂发生相变，呈小电阻状态，此时的VO₂涂层和Cu基带都能很好的负载电流，起到限流作用。

主权项

一种二氧化钒涂层的制备方法，其特征在于：所述的制备二氧化钒涂层方法包括如下步骤：(1)按照体积比1：4～1：8的比例将磷酸和甘油混合，于室温下添加乙二醇胺，配成抛光液；所述抛光液中乙二醇胺与(磷酸和甘油)的体积比为1；20；(2)将步骤(1)配制的抛光液在40℃～60℃下经磁力搅拌器搅拌1‑3h；将铜基带放入放入搅拌均匀的抛光液中进行电化学抛光；在40℃～60℃、抛光电流为0.1A/cm²～0.3A/cm²条件下抛光10min～20min；电化学抛光的阳极是Cu基带，阴极采用304不锈钢薄板，阴极、阳极面积比为8:1，抛光极距50mm～70mm；(3)将经所述步骤(3)抛光后的Cu基带用去离子水冲洗，在50℃～60℃、高纯氮气保护下烘干；(4)采用离子束辅助沉积法在经步骤(4)清洗后的Cu基带上沉积Al₂O₃薄膜，Al₂O₃薄膜的厚度为5nm～10nm；(5)称取1mol～1.5mol的三异丙醇氧钒，于室温下溶于0.9L～1.4L的异丙醇与松油醇的混合溶液中，其中异丙醇与松油醇的体积比为4:1；(6)将步骤(5)配制的溶液在40℃～60℃下用磁力搅拌器搅拌10h‑12h，然后添加100mL～200mL的醋酸，制成金属V离子浓度为1.0～1.5mol/L的前驱液；(7)将步骤(6)制成的前驱液采用提拉方法涂覆在步骤(4)沉积的Al₂O₃薄膜上，Cu基带和Al₂O₃薄膜所有部分均涂覆前驱液；(8)将经步骤(7)涂覆后的Al₂O₃薄膜置于高温管式石英炉中，在500℃‑550℃温度下、工作气压为0.1Pa～1Pa下热处理1～2h，生成VO₂膜；该步骤的升温速率为40℃/h；(9)在经过步骤(8)热处理的VO₂/Cu/Al₂O₃涂层上依次按照步骤(4)、步骤(7)和(8)交替沉积Al₂O₃膜和VO₂膜，制备出结构为VO₂/Cu/Al₂O₃/VO₂/Al₂O₃/VO₂的二氧化钒涂层。