復合負熱膨脹材料的合成、表征及性質(zhì).pdf

1、負熱膨脹材料是指在一定的溫度范圍內(nèi)材料的線膨脹系數(shù)（αT）或體膨脹系數(shù)（βT）為負值（NTE）。根據(jù)材料的結(jié)晶學特征和負熱膨脹性能可將其分為三種類型：各向同性負熱膨脹材料、各向異性負熱膨脹材料和無定型材料。自1995年Sleight研究小組報道了負熱膨脹材料ZrW2O8以來，負熱膨脹材料受到廣泛關注，已成為材料科學中一枝奇葩。
　　 ZrW2O8為各向同性負熱膨脹材料，通過與其他元素復合，可制備在-273℃到777℃溫度范圍都具

2、有強負熱膨脹特性的材料，且可與多種其他材料復合、制備膨脹系數(shù)可控的復合材料，具有廣闊的應用前景。稀土鎢酸鹽負熱膨脹材料在精密儀器制造、航空、航天、航海、通訊等高精尖技術領域有極其重要的用途。稀土和鎢都是我國優(yōu)勢資源，開展此項目研究對于促進優(yōu)勢資源綜合利用具有積極意義。近年來，關于鎢酸鋯與重稀土元素復合的研究已有所報道，而鎢酸鋯與輕稀土元素復合制備負熱膨脹材料的研究未見報道。
　　 首先，本文對負熱膨脹材料ZrW2O8合成進行了研

3、究，并研究了反應物組分含量和反應條件對產(chǎn)物的影響，用X射線衍射、掃描電子顯微鏡等分析手段對合成產(chǎn)物進行了表征。其次，本文通過鎢酸鋯與輕稀土元素進行復合制備出可控負熱膨脹材料zr1-xLaxW2O8-x/2（X=0.00、0.01、0.02）。通過X射線粉末衍射、掃描電子顯微鏡分別對粉體進行物相分析和形貌觀測，用熱膨脹儀測定了樣品從室溫到700℃的膨脹行為。結(jié)果表明合成產(chǎn)物為立方結(jié)構，室溫到200℃復合負熱膨脹材料Zr1-xLaxW2O8

4、-x/2（X=0.00、0.01、0.02）的平均線性熱膨脹系數(shù)分別為-2.594×10-6K-1、-2.309×10-6K-1、-2.298×10-6K-1，200℃到700℃的平均線性熱膨脹系數(shù)分別為-5.002×10-6K-1、-4.810×10-6K-1、-4.730×10-6K-1，在150℃到220℃，Zr1-xLaxW2O8-x/2（X=0.00、0.01、0.02）發(fā)生相變且其負熱膨脹性能隨X值增加而略有減弱。