負(fù)熱膨脹性ZrW-,2-x-Mo-,x-O-,8-（0＜x≤2）粉體的制備及形貌控制研究.pdf

1、負(fù)熱膨脹(Negative thermal expansion，簡(jiǎn)稱NTE)材料研究是材料科學(xué)中近年來新興的學(xué)科分支。特別是具有各向同性的NTE特性的ZrW<,2-x>Mo<,x>O<,8>系列材料，因其具有負(fù)熱膨脹系數(shù)大、響應(yīng)溫度范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，在光學(xué)平面鏡、光纖通信領(lǐng)域、醫(yī)用材料、低溫傳感器、熱電偶及日常生活等方面有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。由于ZrW<,2-x>Mo<,x>O<,8>材料優(yōu)異的特性及廣泛的應(yīng)用前景，本工作合成了一系列ZrW

2、<,2-x>Mo<,x>O<,8>材料，并對(duì)其形貌進(jìn)行控制，考察了其NTE特性。 制備ZrW<,2-x>Mo<,x>O<,8>粉體材料的方法主要分為液相法和固相法。液相法具有合成粉末純度高，成分可控，組分均勻，顆粒形狀統(tǒng)一等優(yōu)點(diǎn)，所以液相法是目前公認(rèn)較具有發(fā)展前途的粉體制備方法。本工作分別利用水合前驅(qū)物分解法和水熱法，以硝酸氧鋯[zro(NO<,3>)<,2>·5H<,2>O]、鎢酸銨[N<,5>H<,37>W<,6>O<,24

3、>·5H<,2>O]及鉬酸銨[N<,6>H<,24>Mo<,7>O<,24>·4H<,2>O]等為原料，合成了ZrW<,2-x>Mo<,x>O<,8>(O

4、，以PowderX軟件分別計(jì)算在不同溫度下的晶胞參數(shù)，進(jìn)而計(jì)算其熱膨脹系數(shù)。 采用水合前驅(qū)物分解法和水熱法均可以合成純立方相ZrW<,2-x>Mo<,x>O<,8>(0Mo<,0.3>O<,8>在25～600~C的溫度范圍內(nèi)具有NTE特性，平均熱膨脹系數(shù)為-6.16x10<'-6>K<'-1>；合成立方ZrWMoO<,8>

5、在20～100~C體現(xiàn)正熱膨脹特性，脫除水分子后便具有NTE特性，在100～600℃的溫度范圍平均熱膨脹系數(shù)為-6.61×10<'-6>K<'-1>。水熱法合成的立方ZrW<,1.7>Mo<,0.3>O<,8>在25～700℃內(nèi)具有NTE特性，平均熱膨脹系數(shù)為-6.61×10<'-6>K<'-1>；立方ZrWMoO<,8>含有結(jié)晶水，在120℃脫除水分子之后才具有NTE特性，在120～700℃的溫度區(qū)間內(nèi)的平均熱膨脹系數(shù)為-5.73x1

6、0<'->6K<-1>。 兩種方法相比較，水合前驅(qū)物分解法合成周期長(zhǎng)(一個(gè)周期10d)，步驟較繁瑣，條件較為苛刻，適用范圍??；而水熱反應(yīng)是在高溫高壓的環(huán)境中進(jìn)行的，大大的縮短了水熱法的合成周期(一個(gè)周期15h)，而且工藝簡(jiǎn)單，適用范圍寬廣，更適合工業(yè)化生產(chǎn)。本工作通過改變膠凝劑(或酸介質(zhì))和添加劑的種類、制備方法等因素，制備出了棒狀、方塊狀的ZrW<,1.7>Mo<,0.3>O<,8>粉體；立方體狀、啞鈴狀、六棱柱狀和方塊狀的Z