氧化钨薄膜溶胶凝胶

溶胶-凝胶（Sol-Gel）法是将金属有机物/无机物经过溶液、溶胶-凝胶而固化再经过热处理形成氧化物或化合物固体的方法。溶胶一凝胶法制备薄膜材料具有工艺简单、成本较低、低温合成、高度化学均匀性（包括掺杂物质在薄膜中有较好的均匀分布）、材料形状多样性等特点。

溶胶凝胶法制备薄膜一般分为以下几个步骤：前驱盐的制备、形成溶胶、成膜、干燥、热处理等。溶胶凝胶法制备三氧化钨薄膜通常分为以下几种：钨粉过氧化聚钨酸法、钨酸盐的离子交换法、钨的醇盐水解法、氯化钨的醇化法等。

钨粉过氧化聚钨酸法

过氧化溶胶-凝胶法是制备氧化钨薄膜的方法之一。其过程如下：金属钨粉与过氧化氢混合反应直至钨粉完全反应，得到产物为过氧钨酸，过滤，再与低沸点的乙醇发生反应，生成过氧化酯一W衍生物，然后进行旋涂或浸渍成膜。该法的特点是工艺过程简单，而且形成的溶胶稳定，适合于镀膜，缺点是控制不当会生成一种中间产物，既不具有电致变色又不具有光致变色的非溶胶性沉淀。

钨的醇盐水解法

其过程如下：钨的醇盐（如W（OC2H5）6）与小分子醇（如Ｔ醇等）混合反应，一般有氮气作为保护气体，并在超声振荡一个小时左右，得到有WO3的溶胶，然后用浸渍法或旋转涂膜法成膜，在退火前将样品在空气中放置一段时间，以便完成水解和缩合反应，然后退火处理得到三氧化钨薄膜。该法的特点是制备的薄膜纯度高，但是制备工艺相对复杂，条件要求较高。

钨酸盐的离子交换法

将用酸处理后的交换树脂放入离子交换柱，然后将钨酸钠注入离子交换柱进行阳离子交换，静置数分钟后放出，得到透明黄色溶液，此溶液相当不稳定，在几个小时内就会聚合成凝胶，析出水合钨酸后用旋转涂膜法和浸渍法进行成膜。加入适量的有机溶剂，如酒精、丙酮等可适当稳定溶胶。另外加入适量的双氧水也可延缓凝胶的形成。该法的优点是所有的制备过程都是在室温下获得，并且没有任何分解物的产生，可以用此法制备无应力的厚膜；其缺点是溶胶不稳定，快速形成凝胶，难于控制涂膜时间，导致得到的膜附着力低，不透明或易于龟裂，需要在涂膜液中加入某些溶剂可以改善膜表性能，另外未交换完全的金属离子对薄膜性能影响较大。

氯化钨的醇解法

在N2的保护下，WCL6与醇充分反应，反应过程中产生的氯化氢由氮气带走，慢慢得到钨醇盐溶液，再加入一定量的醇（起溶剂作用）和一定量的交联剂，在氮气保护下使它们充分混合均匀，使之形成粘度适合的制膜液，用浸渍法或旋转法成膜，最后经过热处理得到三氧化钨薄膜。该法工艺条件温和，适用范围广、制备过程简单，成本相对于以醇盐为先驱体要低一些。