(HfMg)xCr2-2xMo3O12和(ZrMg)xY2-2xMo3O12系列材料相變、吸水性及熱膨脹性能.pdf

1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPhasetransition，hygroscopicityandthermalexpansionpropertyof(HfMg)xCr22xM03012and(ZrMg)娌2_zxM03012ByXianliWangSupervisor：ProfErjunLiangOpticsSchoolofP

2、hysicsandEngineeringofZhengzhou●UniversityApril2014摘要摘要大多數(shù)材料熱脹冷縮產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使材料斷裂甚至脫落，器件性能下降、失效等這給我們的生活帶來了很大的不便。負熱膨脹材料作為新興的材料學(xué)科分支，使獲得零膨脹或近零膨脹材料成為可能。其中，A2M30t2是負熱膨脹材料領(lǐng)域最重要的分支之一。A2M3012(其中A26為三價過渡金屬、稀土元素，也可以是由一價元素和二價元素組成或二價元素和四

3、價元素組成，M為W或Mo)系列負熱膨脹材料中，A離子半徑越大，材料的晶體格子的常數(shù)就越大，水分子就會很容易的進入其晶體內(nèi)部空隙中。由于水分子的存在使得材料在室溫下顯示為正熱膨脹，只有在一定溫度下當晶體內(nèi)部的水分子失去后，才會顯示為負熱膨脹性。另外，部分A2M3012材料(如A12M3012、Cr2M3012、Fe2M3012)在室溫下為單斜相，只有達到一定溫度，材料變?yōu)檎幌嗪蟛棚@示為負熱膨脹性。本文主要嘗試用(H蹦g)6部分替代Cr2

4、M03012中的Cr3馘1未燜引用曩，和用(ZrMg)6部分替代Y2M03012中的一，兩方面進行研究。一方面，Cr2M03012在常溫下表現(xiàn)為單斜相結(jié)構(gòu)，當溫度達到673K時轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌嘟Y(jié)構(gòu)。較高的相變溫度制約著Cr2M03012的廣泛應(yīng)用，本文通過(HfMg)6部分替代Cr2M03012中的Cr3，獲得(HfMg)Cr22xM03012(薩0，01，02，03，04，05，O6，07，08，09，10)系列材料，并對其負熱膨脹性和相

5、變進行了深入的研究，其結(jié)果顯示隨著(HfMg)6含量的增加可以有效的降低(HfM眈cr2小嗄03012從單斜相結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌嘟Y(jié)構(gòu)的相變溫度，同時隨著(HfM曲6的增加，正交相的(HfMg)xCr2及M03012(07SxS10)顯示為寬范圍的近零膨脹性。另一方面，Y2M03012的負熱膨脹系數(shù)為936x10噸K一，其溫度范圍為21073K，但是其暴露在空氣中時，存在明顯的吸水性。Y2M03012內(nèi)部結(jié)晶水的存在不僅影響了其內(nèi)部多面體的

6、振動，同時消除了Y2M03012的負熱膨脹性能。由于Y2M03012隨溫度循環(huán)變化不斷地吸水，導(dǎo)致其體積的急速擴張收縮，最終使材料的機械性質(zhì)變差，影響Y2M03012的廣泛使用。為了減小Y2M03012的吸水性，通過利用一些三價離子，如Fe”，Cr3和L礦來取代Y3，但是最終并沒有完全達到消除吸水性的目的。本文通過合成(ZrlⅥg)xY2hM03012(05坯1)固溶體，旨在獲得具有不吸水性的負熱膨脹或近零膨脹材料。研究發(fā)現(xiàn)通過(ZrM