CuMoO4和ZrCuMo3O12負熱膨脹性能研究.pdf

1、社會生活中的絕大部分材料都具有熱縮冷脹的性質(zhì)，“熱脹冷縮”在造福人類的時候，也對人們的生活、生產(chǎn)和技術(shù)應(yīng)用造成了不小的困擾。設(shè)備、儀器及器件通常使用多種不同材料制備而成，但不同材料的熱膨脹性能差異會產(chǎn)生熱應(yīng)力的差異從而導(dǎo)致設(shè)備和器件的使用壽命下降甚至發(fā)生故障。負熱膨脹材料的出現(xiàn)為可控熱膨脹甚至是近零熱膨脹材料的制備提供了有效途徑，使用可控熱膨脹材料制備相應(yīng)器件解決其內(nèi)外熱應(yīng)力差異問題是一種有效手段。綜合性能良好的負熱膨脹材料是制備可控熱

2、膨脹材料的關(guān)鍵，但是已有的負膨脹材料仍然存在著這樣或那樣的缺點，如熱穩(wěn)定性能較差、有吸水性、制備工藝繁雜等，這都制約著負熱膨脹材料的推廣使用。因此發(fā)現(xiàn)或制備工藝簡單、綜合性能良好的負熱膨脹材料來滿足實際需求，仍然是負熱膨脹材料走向應(yīng)用的一個十分迫切的課題。本工作制備出新的負熱膨脹材料ZrCuMo3O12，并發(fā)現(xiàn)CuMoO4具有負熱膨脹性能，對ZrCuMo3O12和CuMoO4的制備條件、微觀形貌、物相結(jié)構(gòu)、負熱膨脹性能、光電性能和熱縮機

3、理進行了進行研究，主要工作內(nèi)容和創(chuàng)新點如下：
　?。?）采取固相燒結(jié)法制備出新的負熱膨脹材料ZrCuMo3O12，實驗結(jié)果及分析表明，ZrCuMo3O12樣品包含ZrMo2O8和CuMoO4兩種相。ZrCuMo3O12在不同溫度區(qū)間具有不同的線膨脹系數(shù)，分別為-6.94752×10-6 K-1（RT~440 K）、0.859285×10-6 K-1（440~470 K）和-3.22203×10-6 K-1（470~700 K）。Z

4、rCuMo3O12的負膨脹性是ZrMo2O8、CuMoO4兩種材料的負膨脹性以及少量純相ZrCuMo3O12引起的；
　　（2）固相燒結(jié)法制備CuMoO4，其微觀組織為緊密排列的、單一的短棒狀顆粒相，顆粒尺寸2~6μm。實驗結(jié)果及分析表明，CuMoO4在RT~390K溫度區(qū)間保持穩(wěn)定的三斜結(jié)構(gòu)α相，并發(fā)現(xiàn)其在RT-390 K溫度區(qū)間具有穩(wěn)定的負熱膨脹性能，平均線膨脹系數(shù)為-4.407×10-6 K-1；
　?。?）CuMoO

5、4熱縮機理為：CuMoO4α相晶格由CuO6八面體、CuO5六面體和MOO4四面體共頂點連接，CuO6八面體中Cu-O的鍵長比CuO5六面體Cu-O的鍵長大。當溫度逐漸升高時（RT~373 K），電荷從O2—→Cu2+轉(zhuǎn)移，部分CuO6八面體變成CuO5六面體。CuMoO4晶胞a軸和c軸逐漸減小，導(dǎo)致樣品的體積也隨著CuO6八面體體積分數(shù)的減少而減小。而且CuMoO4樣品中含有六配位的二價銅離子，所以樣品具有Jahn-Teller效應(yīng)，