反钙钛矿Mn_3AN(C)化合物中的负热膨胀与磁相转变（英文）

负热膨胀材料在诸多工业领域拥有广阔应用价值,在此类材料中,锰基反钙钛矿化合物近年来被广泛研究。本工作对具有负膨胀效应的Mn3AN(C)(A=主族或过渡族元素)化合物进行了综述与评论。讨论了该化合物特殊热膨胀行为及与磁结构和磁相转变的关系,指出其特殊磁结构是Mn3AN(C)化合物中产生磁容积效应的重要因素,Fermi能级处的电子态密度与磁相转变具有强关联性。由负热膨胀材料Mn3AN与金属铜组成的金属基复合材料显示有低热膨胀和近零热膨胀行为,可通过改变Mn3Cu0.5A0.5N(A=Ni,Sn)的混合含量,调控金属铜的热膨胀系数。     

反钙钛矿结构锰氮化合物奇特的热膨胀性质(英文)

通过变温X射线衍射技术研究了反钙钛结构Mn3XN(X=Ga,Zn,Sn,Cu)化合物的热膨胀性质.随着温度的升高,此类材料在磁相变附近有时会伴随人的品格收缩,即负热膨胀效应.尽管如此,晶格收缩并不总是发生,如:Mn3ZnN,Mn3CuN,Mn3SnN.对这种独特的热膨胀性质与X位 置元素价电子数之间的关系进行了讨论.结果表明:3价元素更有利于此类化合物产生负热膨胀效应.通过X位置无素掺杂,可调控此类材料的负热膨胀系数和温区.Mn3Zn0.5Ge0.5N的负热膨胀系数可达-7.15×10-6/K,温区扩展到100K左右.此外,还发现Mn3GaN和Mn3Zn0.7Sn0.3N在室温附近, 晶胞常数随温度的升高几乎保持不变,显示为近零膨胀.     

锰基反钙钛矿化合物负/零热膨胀性质的研究进展

近零热膨胀材料在变温环境下具有高的尺寸稳定性,不易产生热应力,可保证相关器件或构件具有高的精密性和稳定的使用寿命,因此其在航空航天、微电子、光学、精密仪器仪表等领域具有重要应用价值。锰基反钙钛矿化合物Mn₃AX(A=金属或半导体元素,X=N或C)由于具有宽温区、各向同性、易调控的负或近零热膨胀性质,近年来引起广泛关注。Mn₃AX化合物具有丰富的磁结构,此类化合物负或近零热膨胀性质与其磁相变和晶格-自旋强关联特性密切相关。因此,通过优化组分可改变其磁结构及磁相变过程,进而有效调控其热膨胀行为并获得其它功能物性。综述并评价了国内外研究者在Mn₃AX反常热膨胀行为调控方面所做的实验和理论工作。对锰基反钙钛矿化合物反常负/零热膨胀性质实验上的有效调控和机制上的深入分析,对揭示反常热膨胀的物理起源具有重要意义,能够积极推动这类材料走向应用。旨在总结目前本领域的研究进展,着重介绍了锰基反钙钛矿化合物负/零热膨胀性质的调控策略与机理研究,也对本领域未来的研究趋势进行了展望。     

先进负热膨胀材料的最新研究进展

简要介绍了目前所发现的负热膨胀材料种类以及各类材料的结构特征,论述了不同材料的负热膨胀机理以及其应用前景,提出了研究发现负膨胀性材料的重要意义.     

复合氧化物材料的负热膨胀机理

介绍了相转变、桥氧原子的横向热振动、刚性多面体的旋转耦合、固体内压转变、相界面弯曲、阳离子迁移等六种模式的负热膨胀机理。并对其应用前景和发展趋势进行了预测     

负热膨胀材料钨酸锆研究进展

ZrW2O8是由0.3K至分解温度1050K都具有各向同性的负热膨胀化合物,但由于其窄的热稳定范围反应合成相当困难。本文综述了该材料的各种合成技术以及该材料的负热膨胀的机理,讨论了ZrW2O8的特性,介绍了其潜在的应用。     

先进负热膨胀材料

钨酸锆因其具有各向同性的负热膨胀性能,自1996年发现以来即获得极大关注.目前一些新发现的具有比钨酸锆更大负热膨胀性的材料,如:碳氮键化合物、铁电陶瓷、反钙钛矿结构的锰氮化合物和纳米粒子也同样备受注目.这些化合物的负热膨胀机理或因其具有振动结构,或因其具有磁性或电学性能的转变.这些具有更大负热膨胀特性的材料在制备不受环境温度变化影响的复合材料方面具有潜在的应用价值.     

负热膨胀材料ZrW2O8制备方法的研究进展

各向同性负热膨胀氧化物ZrW2O8是极具应用潜力的结构、功能材料.由于其热力学稳定的温度范围窄,材料合成困难,因此,如何提高产物纯度、降低生产成本是今后该材料研究的主要方向之一,也是改善ZrW2O8的性能和应用的关键因素.本文综述了ZrW2O8粉体、薄膜、单晶及其复合材料制备方法的研究现状,比较了不同制备方法的优缺点,分析了不同制备方法对ZrW2O8形貌及材料性能的影响,并展望了ZrW2O8制备方法的发展趋势及材料的应用前景.     

In_2W_3O_(12)陶瓷的相变特性及其负热膨胀性能(英文)

以分析纯In2O3和WO3为原料,采用固相反应法制备In2W3O12陶瓷。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、热重分析仪、差示扫描量热仪和热机械分析仪对样品的物相组成、微观结构、相变和热膨胀特性进行了表征。结果表明:在900℃烧结6h可制备出纯的单斜相In2W3O12陶瓷,In2W3O12陶瓷断面晶粒均匀,平均尺寸为4～6μm。In2W3O12陶瓷在253.34℃发生单斜相到斜方相的相转变,单斜相的In2W3O12陶瓷显示正热膨胀,在27～249℃,其平均热膨胀系数为16.51×10-6℃-1,斜方相的In2W3O12陶瓷显示负热膨胀,在273～700℃,其平均热膨胀系数为-3.00×10-6℃-1。     

Er2W3O12陶瓷的制备及其负热膨胀性能研究

以分析纯Er2O3和WO3为原料,采用固相法制备Er2W3O12陶瓷,并利用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和热重分析仪(TG)对其结构组分、断面形貌和吸湿特性进行表征.采用热膨胀仪和变温XRD对Er2W3O12陶瓷的负热膨胀特性进行表征.结果表明:在950 ℃烧结6 h制得的Er2W3O12陶瓷结构致密.Er2W3O12材料在室温下容易吸湿,在120 ℃完全失去吸湿水,表现为正交相的Er2W3O12陶瓷,具有良好的负热膨胀性能,其在138~700 ℃的平均热膨胀系数为-7.94×10-6 K-1.变温XRD分析发现:Er2W3O12陶瓷沿三个晶轴方向均表现为负热膨胀,在100~600 ℃温度区间内,Er2W3O12陶瓷的热膨胀系数为-7.81×10-6 K-1.     

ZrW2O8负膨胀陶瓷材料进展

叙述了各向同性负膨胀ZrW2O8陶瓷材料的制备、结构、负膨胀机理和应用.     

Effects of Fe doping on structure,negative thermal expansion,and magnetic properties of antiperovskite Mn3GaN compounds

We synthesized antiperovskite Mn₃Ga_1−xFe_xN (0 ≤ x ≤ 0.30) compounds and investigated their negative thermal expansion (NTE) behavior, structure, and magnetic properties. A high-resolution transmission electron microscopy analysis and a selected-area electron diffraction (SAED) pattern indicate that the samples have high crystallinity with a single-phase cubic structure. Tunable NTE behavior appears below room temperature, and the NTE operation temperature range (△T) is broadened while increasing the Fe doping. Furthermore, introducing Fe in Mn₃Ga_1−xFe_xN can efficiently adjust the NTE coefficient from −232.57 × 10⁻⁶/K (x = 0) to −12.57 × 10⁻⁶/K (x = 0.20), and the corresponding △T can be broadened from △T = 22 K to 51 K. Besides, the total entropy change (ΔS_total) at the phase transitions continuously decreases from 9.2 to 4.7 J/(kg K) while increasing the Fe content from x = 0.05 to 0.10. With increasing Fe into Ga sites, the magnetic ordering varies from antiferromagnetic (AFM) to ferromagnetic (FM), the AFM to paramagnetic (PM) phase transition temperature decreases, whereas the FM to PM transition temperature increases when increasing the Fe content. The present study indicates that magnetic element doping can efficiently tune the NTE and the correlated physical features of the antiperovskite compounds.     

热膨胀微胶囊的研究进展

综述了近年来热膨胀微胶囊的研究进展,重点介绍了配方组分、合成工艺对热膨胀微胶囊性能的影响,叙述了聚合单体、发泡剂、交联剂、分散稳定剂的选择,分别讨论了反应温度、水油比例、均化条件、搅拌速度合成工艺的选择,并综述了热膨胀微胶囊壳体接枝改性技术的研究进展,同时叙述了热膨胀微胶囊在复合材料、水泥、微流体等领域的应用.最后,对热膨胀微胶囊的发展前景及研究方向进行展望.     

烧结温度对Sc_2（MoO_4）_3负热膨胀性能的影响

以Sc2O3和MoO3粉末为原料,在700～1100℃,通过固相反应烧结制备负热膨胀材料Sc2（MoO4）3。应用X射线衍射仪、Raman光谱仪和扫描电子显微镜分析产物的物相组成和结构,并通过热膨胀仪测定产物的热膨胀系数。结果表明：采用固相法能够经济有效地制备较纯正交相Sc2（MoO4）3,Sc2（MoO4）3在约11...     

Tunable negative thermal expansion and structural evolution in antiperovskite Mn3Ga1−xGexN (0 ≤ x ≤ 1.0)

The negative thermal expansion (NTE) and structural evolution of antiperovskite compounds Mn₃Ga_1?xGe_xN (0 ≤ x ≤ 1.0) were systematically investigated. Our results indicate the crystal structure of Mn₃Ga_1?xGe_xN changes from cubic (C) to tetragonal (T₄) with increasing Ge content by X‐ray diffraction (XRD).The negative thermal expansion from x = 0 (operation‐temperature range ?T = 20 K) to x = 0.4 (?T = 60 K) becomes broad and shifts to higher temperature, and then it became positive from x = 0.5 in Mn₃Ga_1?xGe_xN. Typically, Mn₃Ga_0.5Ge_0.5N shows low thermal expansion behavior between 300 and 450 K (?T = 150 K), and thermal expansion coefficient α is estimated to be 2 × 10^?6 K^?1. Furthermore, variable temperature XRD was measured to reveal the origin of NTE. The cubic I ‐ cubic II phases coexistence (x = 0.2) and cubic I ‐ tetragonal coexistence (x = 0.5, 0.6) was observed at low temperature. The tunable NTE is highly valuable for practical applications in precision devices.     

Y2-xLaxMo3O12陶瓷的制备及其热膨胀性能

以分析纯Y2O3、La2O3和MoO3为原料,采用固相反应法制备Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、能谱仪、热重分析仪和热机械分析仪对样品的物相组成、微观结构、吸湿性和热膨胀特性进行了表征。结果表明:在750℃烧结10 h可制备得到Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷;Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)陶瓷断面晶粒呈不规则多边形,为多孔结构。热重分析发现:Y2Mo3O12陶瓷易吸湿,掺入La后吸湿现象消失。在178～600℃测试温度范围内,随La掺入量增加,Y2–xLaxMo3O12(0≤x≤2.00)系列陶瓷样品的热膨胀系数呈增大趋势。     

Synthesis of NaTi2(PO4)3 by the Inorganic–Organic Steric Entrapment Method and Its Thermal Expansion Behavior

Crystalline pure NaTi₂(PO₄)₃ (NTP) powder was synthesized at 700°C using a simple and low energy, hybrid inorganic–organic, steric entrapment method. Sodium nitrite (NaNO₂) and ammonium phosphate dibasic ((NH₄)₂HPO₄) dissolved in water, whereas titanium (IV) isopropoxide (Ti[OCH(CH₃)₂]₄) hydrolyzed in water. Ethylene glycol (HOCH₂CH₂OH) was used as a polymeric entrapper and hydrolysis of the Ti source was hindered by its dissolution in isopropyl alcohol. The resulting NTP powder was characterized by thermogravimetric analysis/differential thermal analysis, X‐ray diffractometry, scanning electron microscopy, specific surface area by Brunauer–Emmett–Teller nitrogen absorption, and particle size analysis. Furthermore, C, H, N were measured by the classical Pregl‐Dumas method. The thermal expansion behavior in all {hkl} pole directions was also determined by in situ high‐temperature X‐ray diffraction using synchrotron radiation and was found to be in agreement with other published studies.