负热膨胀材料Sm0.85Sr0.15MnO3-δ制备及热膨胀性能研究

中国材料进展, 2015, 34(7): 509-514. doi: 10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.03

负热膨胀材料Sm0.85Sr0.15MnO3-δ制备及热膨胀性能研究

李玉成 ^1, , 晁明举 ^2, , 张牛 ^3, , 梁二军 ^4,

1.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南郑州,450052

2.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南郑州,450052

3.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南郑州,450052

4.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南郑州,450052

基金项目: 河南省科技攻关重点项目(142102210073)

关键词：负热膨胀 , Sm0.85Sr0.15MnO3-δ , 晶格畸变 , Jahn-Teller效应 , 氧缺陷

A Novel Negative Thermal Expansion Material Sm0.85Sr0.15MnO3-δ ∶ Synthesis and Thermal Property

Keywords： negative thermal expansion , Sm0.85Sr0.15MnO3-δ , lattice distortion , Jahn-Teller effect , oxygen defects

以Sr2+部分替代SmMnO3中的Sm3+,采用固相法成功制备出新的负膨胀材料Sm0.85Sr015MnO3-δ.其线膨胀系数为-10.08×10-6/K(360 ～873 K);SEM观察其组织为单一的球状或椭球状颗粒;其相对密度为95.5％;XRD和EDS分析表明,Sm0.85Sr0.15 MnO3-δ为正交结构(空间群pbnm);DSC和TGA曲线支持了Sm0.85Sr0.15MnO3-δ在温度升高时Mn4+ O6八面体畸变及氧缺陷的存在.Sm0.85Sr0.15MnO3-δ的热膨胀机制为晶格振动和Mn离子间电子转移两个因素共同作用:当温度低于360 K时,随着温度的升高,晶格振动加剧引起晶胞体积增大占优,Sm0.85Sr0.15MnO3-δ呈现低正膨胀性能;当温度高于360 K时,随着温度的升高,Mn4+转化成Mn3+的离子数增加,导致Mn3+O6八面体畸变增大甚至产生氧缺陷,使得晶格体积变小占优,Sm0.85Sr0.15MnO3-δ呈现负膨胀性能.

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