本发明专利技术的技术是提供一种含二氧化钒的粒子，其对于随加热、冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性。本发明专利技术的含二氧化钒的粒子，其具有热致变色性，并且含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A，和鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，所述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，所述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。
Preparation of Vanadium Dioxide Particles, Thermochromic Films and Vanadium Dioxide Particles
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】含二氧化钒的粒子、热致变色膜、以及含二氧化钒的粒子的制备方法
本专利技术涉及含二氧化钒的粒子、热致变色膜以及含二氧化钒的粒子的制备方法，更具体而言，本专利技术涉及一种对于随加热/冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性的含二氧化钒的粒子、热致变色膜、以及含二氧化钒的粒子的制备方法。
技术介绍
例如，在住宅或大厦等建筑物、车辆等移动物体中，在内部(例如，室内、车辆中)与外部环境之间发生大的热交换的位置(例如，窗玻璃)处，为了兼顾实现节能性和舒适性，期待具有能够控制热量的隔断或透过的热致变色性的材料(下文中，也称为“热致变色材料”)的应用。这里，“热致变色材料”是透明状态/反射状态等的光学性质随温度可逆性变化的材料。例如，在温度高时处于反射状态并且在温度低时处于透明状态的材料。这种热致变色材料，例如，当应用于建筑物的窗玻璃时，因为可以在夏天反射太阳光而隔断热量，并且可以在冬天使太阳光透射而利用热量，因此可以兼顾实现节能性和舒适性。目前，最受瞩目的热致变色材料之一是二氧化钒(VO2)粒子。公知二氧化钒粒子在室温附近的相变期间表现出热致变色性。因此，通过利用该性质，可以获得依赖环境温度的热致变色性。这里，二氧化钒中存在A相、B相、C相和R相等若干晶相的多晶型，但显现如上所述的热致变色性的晶体结构仅限于金红石型的晶相(以下称为“R相”)。由于该R相在低于转变温度时具有单斜晶系(monoclinic)的结构，因此也称为M相。在这种二氧化钒粒子中，为了实质上显现优异的热致变色性，最理想的是，在粒子中不存在不显现热致变色性的金属、或二氧化钒的除M相以外的晶相。此外，为了获得良好的光学特性(低雾度)，期望二氧化钒粒子的粒径尽可能均匀且尽可能小(100nm以下)，二氧化钒粒子彼此不会凝聚，并且粒子具有各向同性的形状。已经报告有，使用了水热反应的合成方法作为制备这种粒子的技术。例如，在专利文献1中公开了，使用五氧化二钒(V2O5)等作为原料，使含有肼(N2H4)或其水合物(N2H4·nH2O)和水并且实质上不含二氧化钛(TiO2)粒子的溶液进行水热反应，获得二氧化钒(VO2)的单晶微粒。此外，在专利文献2中公开了，通过在二氧化钒中掺杂特定的元素(原子序数为21～30的元素或铟、锑、锡、镓、锗、铅或铋)，可以获得纵横比为1:1～10:1的范围内并且粒径为100nm以下的粒子。此外，在专利文献3中公开了，在二氧化钒中分别掺杂选自钛(Ti)、铌(Nb)、钼(Mo)和钨(W)中的一种以上的元素、和选自铑(Rh)、钯(Pd)和钌(Ru)中的一种以上的元素，可以获得转变温度已经充分降低至室温的粒子。但是，当长时间使用含有二氧化钒粒子的膜时，通过反复进行加热、冷却，会造成粒子的热裂化。但是，在上述专利文献1～3中，丝毫没有考虑防止粒子的热裂化。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-178825号公报专利文献2：中国专利申请公开第102120615号说明书专利文献3：美国专利申请公开第2012/0171472号说明书
技术实现思路
专利技术所解决的技术问题本专利技术是鉴于上述问题、情况而完成的，其解决的技术问题是提供一种对于随加热、冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性的含二氧化钒的粒子、热致变色膜、以及含二氧化钒的粒子的制备方法。解决问题的技术手段本专利技术的专利技术人等在为了解决上述问题而对上述问题的原因等进行探讨的过程中，发现可以提供：一种含二氧化钒的粒子，其含有鲍林(Pauling)电负性在特定范围内的元素A与鲍林(Pauling)电负性在特定范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，元素A的总含量在特定范围内并且元素B的总含量在特定范围内，从而对于随加热、冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性；热致变色膜；以及，含二氧化钒的粒子的制备方法，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的上述技术问题通过以下手段解决。[1]、一种含二氧化钒的粒子，其具有热致变色性，并且含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A和鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，所述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，所述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。[2]、根据[1]所述的含二氧化钒的粒子，其中，上述元素B是钨，上述钨相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。[3]、根据[1]或[2]所述的含二氧化钒的粒子，其中，上述元素B是钼，上述钼相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。[4]、根据[1]～[3]中任一项所述的含二氧化钒的粒子，其中，上述元素A在25℃下的标准氧化还原电位在-0.45～0V的范围内，上述元素A相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。[5]、一种热致变色膜，其含有[1]～[4]中任一项所述的含二氧化钒的粒子。[6]、根据[5]所述的热致变色膜，其中，以在0℃下处理15分钟和在85℃下处理15分钟为一个循环，在进行4000个循环的冷热处理后，在15℃和70℃的各条件下，波长1300nm处的透射率之差维持在所述冷热处理前的透射率之差的60％以上的比例。[7]、一种含二氧化钒的粒子的制备方法，其制备具有热致变色性的含二氧化钒的粒子，所述方法包括：制备包含含钒的化合物、鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A、鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B、以及水的反应液的工序；和使上述反应液进行水热反应，形成含二氧化钒的粒子的工序，在上述制备反应液的工序中，相对于钒100原子％，上述元素A的总添加量在0.5～20原子％的范围内，并且上述元素B的总添加量在0.05～20原子％的范围内。[8]、根据[7]所述的含二氧化钒的粒子的制造方法，其中，上述含钒的化合物为含钒(IV)的化合物。[9]、根据[7]或[8]所述的含二氧化钒的粒子的制备方法，其中，在形成含二氧化钒的粒子的工序中，在液温250～450℃的范围内，且反应时间1秒钟～48小时的范围内进行水热反应。专利技术的效果根据本专利技术的上述手段，可以提供一种对于随加热、冷却而产生的热膨胀具有优异的坚固性的含二氧化钒的粒子、热致变色膜以及含二氧化钒的粒子的制备方法。尽管本专利技术的效果的表现机理、作用机理尚未明确，但推测如下。本专利技术的含二氧化钒的粒子含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A与鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，上述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，上述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。当元素B(例如，钨、钼)单独添加到二氧化钒粒子中时，元素B具有比钒更高的电负性(钒的电负性：1.63)，在W.Hume-Rothery定律(W.Hume-Rothery:ATOMOCDIAMETERS,ATOMICVOLUMES,ANDSOLIDSOLIBILITYRELATIONSINALLOYS,Actametal.Vol.14,pp.19,pp.19,(1965))中提及，由电负性的差异引起的容易局部性形成金属间化合物，并且由粒子内晶界引起机械特本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种含二氧化钒的粒子，其具有热致变色性，并且含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A和鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，所述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，所述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.16 JP 2016-2441741.一种含二氧化钒的粒子，其具有热致变色性，并且含有鲍林(Pauling)电负性在1.65～2.05的范围内的元素A和鲍林(Pauling)电负性在2.10～2.54的范围内的元素B，其中，相对于钒100原子％，所述元素A的总含量在0.5～20原子％的范围内，所述元素B的总含量在0.05～20原子％的范围内。2.根据权利要求1所述的含二氧化钒的粒子，其中，所述元素B是钨，所述钨相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。3.根据权利要求1或2所述的含二氧化钒的粒子，其中，所述元素B是钼，所述钼相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。4.根据权利要求1～3中任一项所述的含二氧化钒的粒子，其中，所述元素A在25℃下的标准氧化还原电位在-0.45～0V的范围内，所述元素A相对于钒100原子％的含量在0.5～10原子％的范围内。5.一种热致变色膜，其含有权利要求1～4中任一项所述的含二氧化钒的粒子。6.根据权利要求5所述的热致变色膜...
【专利技术属性】
技术研发人员：山本昌一，
申请(专利权)人：柯尼卡美能达株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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