負膨脹材料Zr2P2MO12的制備及性能研究.pdf

1、Athesis(dissertation)submittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterPreparationandStudyofthenegativethermalexpansionmaterialZr2P2MO12ByQinglunHuSupervisor：ProfErjunLiangOpticalEngineeringSchoolofPhysicsandEngineeringo

2、fZhengzhouUniversityApril2011摘要摘要負膨脹材料，在一定的溫度范圍內(nèi)，其平均熱膨脹系數(shù)為負值，即具有“熱縮冷脹”的特性。由于這類材料在電子，光學(xué)，航天航空等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間和巨大的應(yīng)用價值，所以從被發(fā)現(xiàn)以來，已經(jīng)引起大家的廣泛關(guān)注。作為其中的重要成員，正交相的A2(M04)3系列材料具有很大的各向異性負膨脹系數(shù)，且靈活多變，不僅三價離子A”可以被不同元素替代，還可以用五價離子替代六價的M，Zr2P2MO

3、l2(M為w或Mo)材料就是用P替換其中的部分W或Mo而得到的一類材料。Zr2P2MOl2可以在很大的溫度范圍內(nèi)保持正交相和負膨脹性能，且不吸水，具有很高的穩(wěn)定性。但對這類材料的制備方法和性能研究尚處于起步階段。為此，我們用快速燒結(jié)合成法對Zr2P2W。M01xol2(05_x51)和Zr2PVM0012的制備進行了研究，運用XRD和拉曼光譜技術(shù)研究其性能，并對這些材料的拉曼光譜進行了分析。作為Zr2P2MOl2材料的功能化應(yīng)用，Zr2

4、P2WOl2與ZrW20a的復(fù)合陶瓷可以用來做光纖布拉格光柵的絕熱襯底，在本文中用高溫快速燒結(jié)法制備出Zr2P2WOl2與ZrW20s的復(fù)合陶瓷。研究的主要結(jié)果和結(jié)論如下：1利用快速燒結(jié)合成法在較短的時間內(nèi)制備出高純度的Zr2P2W。Molx012(O盤S1)材料。燒結(jié)Zr2P2WOl2的工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度12001400“C，燒結(jié)時間不少于20分鐘。燒結(jié)Zr2P2M0012和Zr2P2W。M01x012(ox1)的工藝參數(shù)為：初次燒

5、結(jié)溫度850900℃，燒結(jié)時間O51h，二次燒結(jié)溫度10001100℃，燒結(jié)時間不少于30分鐘。燒結(jié)Zr2PVMoOl2的工藝參數(shù)為：燒結(jié)溫度850(2，燒結(jié)時間2h。2對于Zr2P2W012、Zr2P2MoOi2和Zr2P2WxM01x012(0x1)，通過XRD分析發(fā)現(xiàn)，在室溫下他們都為正交相，由POdV04／M04四面體與Z內(nèi)6八面體共享項角，形成開放式框架結(jié)構(gòu)并具有各向異性的負膨脹性能。通過測試這些材料的變溫拉曼光譜發(fā)現(xiàn)，他們在