二氧化钒（VO₂）在68℃附近具有显著且可逆的金属-绝缘体相变特性,这种相变可以使二氧化钒的光、电和磁学性能发生突变。二氧化钒的相变温度在钒氧化物中是最接近室温的,更重要的是还可以通过掺杂的方法改变它的晶体结构,有效降低相变温度,使其相变温度更加接近室温,这就为VO₂在智能材料和节能材料等新领域的应用奠定了坚实的基础。本论文以V₂O₅（99.9%）为原料,草酸（H₂C₂O₄）为还原剂,尿素（CH₄N₂O）为沉淀剂,采用水热合成法制备M相VO₂粉体。以Gd（NO₃）₃、Zr（NO₃）₄和Nd（NO₃）₃为掺杂剂,研究Gd、Zr、Nd等元素对VO₂（M）粉体结构及相变性能的影响。利用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、纳米粒度测定仪、傅里叶红外光谱测定仪（FTIR）和X-射线光电子能谱仪（XPS）对粉体的物相、形貌、粒度、相变温度以及红外透过率进行科学表征分析。（1）XRD分析结果表明,采用水热法结合高温热处理,可以制得品相较好的VO₂（M）,掺杂后粉体的物相主要呈VO₂（M）相,特征峰峰形尖锐,强度较高,与VO₂标准PDF卡片对比符合度较高,说明VO₂（M）结晶度较好。XPS分析结果表明,掺杂VO₂（M）光电子谱图中均存在掺杂元素所对应的特征峰,与标准结合能对比后发现峰形峰位匹配度较高。掺杂元素Gd、Zr、Nd在二氧化钒样品中的存在状态分别为+3、+4和+3,这与XRD分析结果一致,表明Gd、Zr、Nd成功掺入到了VO₂（M）晶格中。（2）SEM分析结果表明,掺杂后的二氧化钒形貌均发生了比较明显地变化,纯VO₂（M）粉末粒子呈整齐分布的类球状形貌,粒径较大,而掺杂后的VO₂（M）粒径减小50%以上,粒子呈圆球状并存在一定的颗粒团聚现象。EDS能谱显示,粉体中仅含有V、O和掺杂元素,未发现其他杂质元素,表明样品纯度较高。（3）差示扫描量热测试结果表明,当分别掺杂2%、4%、6%Gd时,VO₂（M）的相变温度可降低至65.9℃、64.6℃、60.3℃;当掺杂2%、4%、6%Zr时,VO₂（M）的相变温度可降低至66.8℃、65.4℃、61.1℃;当掺杂9%Nd时,VO₂（M）的相变温度可降低至63.5℃、58.8℃、55.6℃。由此可知:掺杂不同元素引起VO₂的相变温度变化不同,其中Nd元素掺杂二氧化钒的相变温度变化最为显著。同时,在同一元素不同掺杂浓度下,其相变温度随着掺杂浓度的增大而降低。（4）傅里叶红外透过率测试结果表明:当温度接近VO₂（M）粉体相变点时,粉体发生金属-绝缘相可逆相变,发生相变后粉体的红外透过率显著降低,其中掺杂Nd元素时变化最为明显,相变后的VO₂（M）在700cm^-1和3453cm^-1下有明显的特征峰,红外光透过率最低可达4%,这将有利于二氧化钒更好地应用于智能、节能材料领域。