HfMnMo3O12系列負熱膨脹材料的制備與性能研究.pdf

1、自然界中絕大多數(shù)都是正膨脹材料（熱脹冷縮），只有極少的一部分是負膨脹材料。自從1996年ZrW2O8的負熱膨脹性能被重新發(fā)現(xiàn)以來，負熱膨脹材料引起了科學(xué)界很大的關(guān)注，越來越多的負熱膨脹材料被發(fā)現(xiàn)?；瘜W(xué)通式為A2M3O12的負熱膨脹材料是比較早發(fā)現(xiàn)的具有開放架構(gòu)的一類負熱膨脹材料，其柔性框架結(jié)構(gòu)具有很大的化學(xué)靈活性，其中M6+是Mo6+或者W6+，A3+可以是過渡金屬離子也可以是稀土離子甚至可以是一個四價金屬陽離子與二價金屬陽離子的組合。

2、以A2M3O12為原型，通過部分替代的方法制備得到新的化合物或固溶體是一種常見的方法。本文設(shè)計和制備了負熱膨脹材料HfMnMo3O12，對對其性能進行研究。
　　(1)采用固相燒結(jié)法制備了一種具有負熱膨脹特性的新材料，其基本化學(xué)式是HfMnMo3O12。該材料在373-773 K的溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)為負膨脹性質(zhì)，其線膨脹系數(shù)為-3.8×10-6K-1。273-373K的溫度范圍內(nèi)，HfMnMo3O12表現(xiàn)為單斜結(jié)構(gòu)，其空間群是P21/

3、a。當溫度高于373 K時，其晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，由單斜結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)檎唤Y(jié)構(gòu)，空間群變?yōu)镻nma。當樣品的結(jié)構(gòu)由單斜相轉(zhuǎn)變?yōu)檎幌嗟臅r，其晶胞體積減小一半。該材料只有在正交結(jié)構(gòu)的時候才會發(fā)生隨著溫度的升高，其晶胞體積收縮的現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，用V原子部分替代Mo原子制備得到HfMnVxMo3-xO12-1/2x。
　　(2)以原位生長法結(jié)合固相燒結(jié)法制備HfMo2O8/ZnMoO4固溶體，該固溶體材料表現(xiàn)出非常特殊的負熱膨脹特性。HfM