高密負(fù)膨脹陶瓷材料Zr2(WO4)(PO4)的制備和性能研究 ).pdf

1、因?yàn)閆r2(WO4)(PO4)2陶瓷材料在很大溫度范圍內(nèi)都具有明顯的負(fù)熱膨脹特性并且具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性、高溫力學(xué)穩(wěn)定性,此外它的抗壓能力很強(qiáng),所以Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料在光學(xué)、電子、醫(yī)學(xué)、器械等諸多領(lǐng)域均有很大的應(yīng)用前景。目前利用傳統(tǒng)固相法合成Zr2(WO4)(PO4)2材料,有諸多的缺點(diǎn),例如:燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)、消耗能量多、塊體不夠致密,不利于實(shí)際應(yīng)用。本研究利用高溫快速燒結(jié)法,以ZrO2、WO3、P2O5為原料

2、,成功合成了Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料,減少了能耗,提高了效率,并對(duì)該材料的穩(wěn)定性、負(fù)膨脹性、吸光性作了細(xì)致分析另外還進(jìn)行了拉曼峰位的粗略指認(rèn),總結(jié)如下:
　　 1.利用高溫快速燒結(jié)法,合成了高純度高密度的Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料。該合成法不但快速節(jié)能而且工藝簡(jiǎn)單適合工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn),為提高Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料的密度,添加MgO和2wt％PVA分別作為燒結(jié)助劑和黏合劑。使用SEM來(lái)觀察制備材

3、料的微觀形貌。
　　 2.通過(guò)變溫拉曼光譜并結(jié)合DSC分析得知,Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料在-160到1050℃溫度范圍內(nèi)沒(méi)有相變,一直保持正交相結(jié)構(gòu),也就是說(shuō)在-160到1050℃溫度范圍內(nèi)Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料保持穩(wěn)定的負(fù)熱膨脹特性。
　　 3.利用膨脹儀測(cè)試了不同情況的膨脹系數(shù),并進(jìn)行了對(duì)比分析,確定所制備的Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料在很大溫度范圍內(nèi)都具有負(fù)熱膨脹特性。
　　

4、 4.利用UV-Vis-NIR分光光度計(jì)測(cè)試了Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料的吸收譜,進(jìn)行帶隙估算,測(cè)試結(jié)果很符合直接躍遷,帶隙約為4.14±0.05eV,表明Zr2(WO4)(PO4)2陶瓷材料僅僅吸收紫外線以及附近的紫外光,也就是說(shuō)在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi),可以制備出Zr2(WO4)(PO4)2透明陶瓷材料。
　　 5.根據(jù)文獻(xiàn)和所測(cè)試的變溫拉曼,粗略指認(rèn)470-650cm-1和1080-1176 cm-1之間的峰是由PO4四