各向同性負(fù)膨脹系數(shù)材料ZrW-,2-O-,8-的研究與制備.pdf

1、近年來新發(fā)現(xiàn)的三種新型負(fù)熱膨脹氧化物材料為AM<,2>O<,8>,AM<,2>O<,7>和A<,2>(MO<,4>)<,3>類材料,在三種類型的負(fù)熱膨脹材料中AM<,2>O<,8>類材料是各向同性的,最典型的是ZrW<,2>O<,8>.ZrW<,2>O<,8>具有簡單立方的晶體結(jié)構(gòu),在0.3K~1050k溫度范圍內(nèi)其線膨脹系數(shù)α=-8.7×10<'-6>K<'-1>,ZrW<,2>O<,8>產(chǎn)生NTE的根本原因是由其本身的骨架結(jié)構(gòu)決定的

2、,由共頂點(diǎn)的ZrO<,6>八面體和WO<,4>四面體組成的骨架結(jié)構(gòu)中存在的RUMs導(dǎo)致NTE.但由于ZrW<,2>O<,8>只在很窄的溫度范圍內(nèi)熱力學(xué)穩(wěn)定,反應(yīng)合成相當(dāng)困難.并且反應(yīng)合成的ZrW<,2>O<,8>要快速冷卻到室溫保持亞穩(wěn),否則將分解成WO<,3>和ZrO<,2>;另外,鎢氧化物在高溫下容易揮發(fā),合成反應(yīng)必須在密閉的體系中進(jìn)行.該實(shí)驗(yàn)利用固相反應(yīng)法和化學(xué)沉淀法經(jīng)濟(jì)有效地合成出了ZrW<,2>O<,8>樣品,直接固相反應(yīng)法合

3、成ZrW<,2>O<,8>要在1200℃進(jìn)行24h的反應(yīng),反復(fù)研磨分步固相反應(yīng)法可將最后合成溫度降到1000℃;在化學(xué)沉淀法中要使pH=2-3,才能使Zr<'4+>和WO<,3><'2->完全沉淀出來.用化學(xué)沉淀法得到的前驅(qū)物在1200℃反應(yīng)6h,就有大量的ZrW<,2>O<,8>生成.膨脹儀測出ZrW<,2>O<,8>樣品在18℃~718℃之間膨脹系數(shù)為負(fù),其中18℃~218℃之間的膨脹系數(shù)為-7.2×10<'-6>K<'-1>,21