负热膨胀材料ZrW2O8及其复合材料研究进展

ZrW2O8是一种优良的各向同性负热膨胀材料。本文对ZrW2O8的晶体结构、负热膨胀特性和制备方法作了简要介绍,着重论述了以Cu／ZrW2O8、ZrO2／ZrW2O8和聚酰亚胺（Polyimide）/ZrW2O8为代表的ZrW2O8复合材料的研究现状。     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW2O8/ZrO2复合材料.对ZrW2O8/ZrO2前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征.研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW2O8和m-zrO2相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW2O8质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW2O8/ZrO2复合材料在30～600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0.     

溶胶凝胶法制备超细负热膨胀性ZrW2O8粉体

以溶胶凝胶法制备负热膨胀材料ZrW2O8粉体并与固相法制备的粉体相比较.对其前驱体进行热重-差热分析(TG-DSC)、以X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)分别对粉体进行物相分析和形貌观测.结果表明溶胶凝胶法比固相法合成温度低,于610℃合成单一立方结构ZrW2O8粉体,并且粉体颗粒比固相法小,为100nm;ZrW2O8粉体有很好的负热膨胀特性,以高温X射线衍射分析,在室温约500℃范围内,溶胶凝胶法制备的粉体的热膨胀系数为-5.93×10-6/K;比固相法(-6.31×10-6/K)的略低.     

固相法制备超细ZrW2O8粉体及其负热膨胀特性的研究

以化学合成的ZrO2和WO3为原料,以固相法制备具有负热膨胀特性的超细立方相ZrW2O8粉体.对其前驱体进行差热分析(DSC),以X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)对产物结构及形貌进行表征.结果表明:通过化学方法合成出单斜相和四方相混合的纳米级ZrO2粉体,纯单斜相的纳米级WO3粉体,以其为原料能够制备出超细立方相ZrW2O8粉体.同时考察不同研磨时间对其粒径的影响.变温X射线粉末衍射分析表明:所得ZrW2O8粉体具有很好的负热膨胀特性,在20～600℃范围内的平均热膨胀系数为-6.82×10-6K-1.     

热致收缩ZrW2O8化合物及其复合材料

ZrW2O8化合物因在0.3～1050K范围都表现出大幅度的各向同性负膨胀特征而备受关注.介绍了ZrW2O8化合物的基本性质、负膨胀原理,以及微波和共沉淀两种合成方法,重点总结了该化合物在发展低膨胀复合材料中所取得的成果和存在的问题.通过粉末冶金方法制备的Cu-ZrW2O8和Al-ZrW2O8复合材料具有低膨胀或者近零膨胀性质.但是由于ZrW2O8化合物与Cu之间的热膨胀性能差别大,在热循环过程中会产生热错配应力,诱发γ-ZrW2O8形成,从而影响到复合材料的热膨胀性能.金属基ZrW2O8复合材料的发展与应用期待工艺条件和理论模型的深入研究.     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成负热膨胀性ZrW_2O_8粉体及其性质研究

以柠檬酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备负热膨胀性Zr W2O8粉体,对其前驱体进行热重-差热分析,以X射线粉末衍射、扫描电子显微镜对产物结构及形貌进行表征,结果表明所得粉体为单一α-Zr W2O8相,具有无规则形状。随着柠檬酸量的增加,颗粒有明显聚集长大的趋势,且形貌向片层状发展。变温X射线粉末衍射分析表明,所得Zr W2O8粉体具有很好的负热膨胀特性,在室温~500℃时,平均热膨胀系数为-6.14×10-6/℃。     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料。对ZrW₂O₈/ZrO₂前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成样品的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征。研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW₂O₈和m-ZrO₂相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW₂O₈质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料在30~600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0。      

负热膨胀化合物ZrW2O8研究进展

综述了各向同性的负热膨胀材料ZrW2O8的研究进展.ZrW2O8在0.3～1050K之间表现为各向同性的负热膨胀性质.重点介绍了ZrW2O8的负热膨胀机理的研究进展、合成方法以及与其它材料的复合应用.     

新型"负热膨胀"氧化物材料

综述了近年来新发现的新型负热膨胀氧化物材料AM2O8,AM2O7,A2（MO4）及其负热膨胀机理,并对其潜在的应用作了简单论述。     

负热膨胀材料ZrW208

钨化锆是一种“杰出”的负热膨胀材料：受热时，均匀收缩，而冷却时，则在所有方向上膨胀。     

低热膨胀钨酸锆复合材料及钨酸锆薄膜制备技术的最新研究

钨酸锆作为最有发展前途的负热膨胀材料,已成为负热膨胀材料研究的重点内容.目前国内外科研人员对钨酸锆粉体制备方法的研究很多,对钨酸锆复合材料和钨酸锆薄膜的制备方法却鲜有总结和评论,在综合了大量国内外文献的基础上,对钨酸锆复合材料和钨酸锆薄膜的不同制备方法以及国内外研究现状进行了总结及评论,并提出了相应的设想与展望.     

"负热膨胀"氧化物材料ZrW2O8的研究现状

在0.5～1050K温度区间,ZrW2O8具有强烈的各向同性"负热膨胀"(NTE)效应,其负热膨胀可由骨架结构中存在低能刚性单元模型(RUMs)来解释.本文综述了近几年来对ZrW2O8负热膨胀特性及其负热膨胀机理的研究,并对其相变及相变机制做了综述.     

PVP对溶胶凝胶法制备负热膨胀ZrW_2O_8粉体形貌及性能的影响

以PVP为添加剂,采用溶胶凝胶法制备ZrW_2O_8粉体,研究添加剂对粉体形貌的影响及其负热膨胀特性。对其前驱体进行热重-差热分析(TG-DSC),以X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对产物结构及形貌进行表征。结果表明所得粉体为单一立方α-ZrW_2O_8相。加入PVP后,可以有效地改变粉体的形貌,随着加入量的增大,粉体的形貌从无规则的团聚体转变为长棒状、扇形及短棒颗粒。原位X射线粉末衍射分析表明,所得ZrW_2O_8粉体具有良好的负热膨胀特性。     

基于负热膨胀材料的光纤光栅波长参考器件研究

光纤传感及解调是近年来迅速发展起来的新型计量测试技术之一,而波长参考器件是基于F-P原理解调仪表中不可或缺的一个重要组成部分,在解调数据的差值计算中起着标准的作用。本文主要介绍了基于负热膨胀材料钨酸锆制作光纤光栅热稳定性波长参考器件的特性,介绍负热膨胀材料波长参考器件的工作原理,针对温度变化需求对其在整套仪表中的应用进行了实验分析。     

射频磁控溅射制备负热膨胀ZrW2O8薄膜的应力特性研究

采用ZrW2O8陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在单晶硅基片上沉积制备了ZrW2O8薄膜。用X射线衍射仪和热膨胀仪分析了靶材的成分和热膨胀性能;用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了薄膜的组分及其表面形貌;用表面粗糙轮廓仪和薄膜应力分布测试仪测量了薄膜的厚度和应力。实验结果表明:制备的ZrW2O8靶材纯度高且具有良好的负热膨胀性能,磁控溅射沉积制备的ZrW2O8薄膜和靶材保持良好的化学成分一致性,且表面平滑、致密,在750℃热处理3 min后薄膜表面晶粒明显长大,并出现孔洞缺陷;衬底未加热时沉积制备的ZrW2O8薄膜选区应力差最小,应力分布最均匀,随着热处理温度和衬底温度的提高,由于薄膜和衬底的热膨胀系数的差异较大,薄膜选区内的应力差增加,薄膜应力分布不均性增大。     

负热膨胀”氧化物材料ZrW2O8的研究现状

在0．5－1050K温度区间，ZrW2O8具有强烈的各向同性“负热膨胀”（NTE）效应，其负热膨胀可由骨架结构中存在低能刚性单元模型（RUMs)来解释。本文综述了近几年来对ZrW2O8负热膨胀特性及其负热膨胀机理的研究，并对其相变及相变机制做了综述。