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Al2-xYxW3O12的合成与热膨胀特性的研究

沈容 , 白海龙

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.05.012

近零及负热膨胀材料有诸多的潜在应用领域,而具有负热膨胀效应的A2M3O12系列材料在较宽的温度范围,易于通过组份变化调整其热膨胀系数.本文首次使用共沉淀法合成了Al2-xYxw3O12(x=0~2)系列粉体材料.经X射线衍射分析证明Al2W3O12和Y2W3O12能完全固溶形成二元固溶体,采用PowderX软件对Al2-xYxW3O12的晶胞参数进行计算,结果表明室温下随着稀土钇(Y)含量的增加,晶体的晶胞参数与晶胞体积逐渐增加.高温X射线衍射结果表明,随着稀土钇(Y)含量的增加,Al2-xYxW3O12的本征热膨胀系数逐渐由正到负变化.热机械分析(TMA)压缩法测定其宏观热膨胀系数,发现通过调整材料的组成,可以将其热膨胀系数控制为一定的正值、负值或零.但是由于其结构的各向异性,多晶陶瓷内部存在的微裂纹使热膨胀曲线出现较大的滞后环.

关键词: 稀土 , 负热膨胀 , Al2-xYxW3O12 , X射线衍射

Zr1-xHfxW2O8的合成及负热膨胀特性的研究

沈容 , 王聪 , 王天民 , 熊常健

稀有金属 doi:10.3969/j.issn.0258-7076.2003.03.002

采用固相化学反应的方法,成功合成了立方结构的Zr1-xHfxW2O8(x=0,0 3, 0 5, 0 7, 1 0)系列材料.X射线衍射结果表明,Hf4+能替代Zr4+形成二元固溶体,固溶体的晶胞参数与体积随着Hf4+含量x的增加而降低.采用高、低温X射线衍射的方法测定晶胞参数和体积随温度的变化关系,结果表明:Zr1-xHfxW2O8化合物在实验温度范围具有强烈的负热膨胀效应,但其负热膨胀系数不随Hf4+含量x变化.在298~973K,Zr1-xHfxW2O8线膨胀系数α1约为-6×10-6 K-1;在83~298K,Zr 0.5Hf0.5W2O8的α1-9.6×10-6 K-1.变温XRD研究还表明Zr1-xHfxW2O8化合物从α-ZrW2O8相向β-ZrW2O8相的转变温度随Hf4+含量x的增加而略有升高,热重分析(TGA)研究结果表明,Zr1-xHfxW2O8在室温大气条件下不吸水.

关键词: 无机非金属材料 , 负热膨胀 , Zr1-xHfxW2O8 , X射线衍射 , 骨架结构

钛酸钙体系电流变液的研究

王学昭 , 沈容 , 温维佳 , 孙刚 , 陆坤权

功能材料

采用草酸共沉淀的方法合成钛酸钙(CTO)体系的纳米颗粒,将颗粒与硅油均匀混合成的电流变液表现出了卓越的性能:屈服强度可达100kPa以上;电流密度小,不超过10μA/cm2;同时具有抗沉降性好,制备工艺简单,周期短等优点.研究了体积浓度、硅油粘度等对钛酸钙体系电流变性能的影响.不同温度处理过的CTO粉末所配制的电流变液的流变性能结果和FT-IR结果表明,羰基、羟基等极性基团是引发该体系巨电流变效应的原因.

关键词: 电流变液 , 钛酸钙 , 共沉淀法 , 屈服强度

共沉淀法合成负热膨胀材料ZrW2O8

沈容 , 王天民 , 白海龙 , 熊常健

材料工程 doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2003.03.001

ZrW2O8是极具应用前景的各向同性负热膨胀材料.用共沉淀法合成了ZrW2O8,经X射线衍射、红外-拉曼光谱分析证明用共沉淀法合成的ZrW2O8纯度高.经高温X射线衍射测定,ZrW2O8在298~973K温度区间线膨胀系数αl=-7.0×10-6K-1, α-ZrW2O8(空间群P213)相到β-ZrW2O8(空间群Pa3)的转变温度在443K与446K之间.对ZrW2O8前驱体进行了热重-差热分析(TG-DTA).

关键词: 共沉淀 , 负热膨胀 , ZrW2O8

A2(MO4)3型化合物的晶体结构与热膨胀性质的研究

沈容 , 王聪 , 王天民 , 董成

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2003.02.022

采用固相化学反应方法成功合成了 GdY(WO4)3, Gd2(MoO4)3, DyGd(MoO4)3, DyTb(MoO4)3, 利用高、低温 X射线衍射方法对其结构及其晶胞参数随温度的变化进行了研究. 结果表明 GdY(WO4)3, Gd2(MoO4)3, DyGd(MoO4)3, DyTb(MoO4)3化合物的晶胞体积均随温度的升高而增大, 为正热膨胀系数材料.通过对其晶体结构进行认真分析并与负热膨胀系数材料 Sc2(WO4)3的结构 进行对比,认为这四种化合物分别属于α-d2(MoO4)3型和 CaWO4(白钨矿 )型的结构相: 其结构 相对致密,氧原子不再只是两配位,不满足产生负热膨胀必要的结构条件,因此所合成的材料没有 产生负热膨胀效应.

关键词: 负热膨胀 , 晶体结构 , A2(MO4)3

Al2Mo3-xWxO12的合成及热膨胀特性的研究

沈容 , 王天民

稀有金属材料与工程

使用共沉淀法合成了完全固溶的Al2Mo3-xWxO12系列粉体材料, 用热机械分析(TMA)压缩法测定其热膨胀系数,发现Al2Mo3-xWxO12的单斜-正交转变温度随x增加而下降;通过调整材料的组成,可以控制材料的热膨胀系数,并有望在此类材料中获得近零或负热膨胀材料.但是由于其结构的各向异性,多晶陶瓷内部存在的微裂纹使热膨胀曲线出现较大的滞后环.

关键词: 负热膨胀 , Al2Mo3-xWxO12 , X射线衍射 , 合成

新型"负热膨胀"氧化物材料

沈容 , 王聪 , 王天民

材料导报

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)3及其负热膨胀机理,并对其潜在的应用作了简单评述.

关键词: 负热膨胀 , 骨架结构 , ZrW2O8

"负热膨胀"氧化物材料ZrW2O8的研究现状

沈容 , 王聪 , 王天民

无机材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-324X.2002.06.001

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.

关键词: 负热膨胀 , ZrW2O8 , 骨架结构

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