立方ZrW_2O_8结构类型热收缩固溶体Zr_(1–x)M_xW_(2–y)M′_yO_(8–z/2)的研究进展(英文)

综合介绍了最近十多年,立方ZrW2O8结构类型固溶体Zr1-xMxW2-yM′yO8-z/2 (M:Hf4+,Ti4+,Sn4+,Al3+,In3+,Fe3+,Cr3+,Mn2+,RE3+;M′:Mo6+,V5+)的研究进展和主要研究成果。由生成等价和低价离子取代而制备的固溶体 Zr1-xMxW2-yM’yO8-z/2,可调整立方ZrW2O8结构类型热收缩材料的有序-无序相变温度、晶胞参数,提高离子电导率,热稳定性和机械强度,不失为一种改善热收缩材料性能的途径。此外,还列举了多种合成立方 ZrW2O8结构类型固溶体和制备陶瓷材料的方法。     

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.     

燃烧法合成高纯度负热膨胀材料ZrW2O8粉体

采用燃烧法在较低温度下成功合成了各向同性的负热膨胀材料ZrW2O8粉体.用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱综合分析和研究了反应过程中炉温、硼酸和尿素含量、W6 与Zr4 的摩尔比对合成ZrW2O8纯度的影响.结果表明:燃烧法可以合成高纯度、粒径为0.5μm的ZrW2O8粉体.燃烧法合成高纯ZrW2O8的最佳条件是:炉温为500℃,硼酸的摩尔分数为10%,(NH2)2CO与(NH4)5H5[H2(WO4)6]·H2O ZrOCl2·8H2O的质量比为2∶1,(NH4)5H5[H2(WO4)6]·H2O与ZrOCl2·8H2O的摩尔比为1∶3.2.所合成的ZrW2O8在50～700℃之间的线膨胀系数a=-5.08×10-6/℃,其线膨胀系数与温度的关系符合方程dL/L0=-1.4×10-2-4.5×10-4T(50℃≤T≤700℃).     

不同淬火工艺制备ZrW2O8及其负热膨胀性能研究

以分析纯ZrO2和WO3粉体为原料,采用分步固相法制备出ZrW2O8粉体,冷压成型并在1200℃下烧结4 h后炉冷、空气冷、水冷和液氮淬冷处理.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)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.试验结果表明:随着冷却速度的增加,ZrW2O8分解为ZrO2和WO3的比例降低,随炉冷却制备的ZrW2O8完全分解为ZrO2和WO3;空冷制备的ZrW2O8.部分分解为ZrO2和WO3;在水和液氮中淬火得到纯ZrW2O8.在室温到600℃的测试区间内,采用空冷、水和液氮淬冷制备的ZrW2O8.的负热膨胀系数分别为-3.96×10-5K-1、-4.49×10-6 K-1和-5.95×10-6 K-1.     

水热法制备负热膨胀性ZrW2O8粉体

用水热法并经570 ℃热处理6 h制备了ZrW2O8粉体,对水热法制备的前驱体进行了热重-差热分析.用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜对ZrW2O8粉体的微观结构及形貌进行表征,结果表明:ZrW2O8粉体为单一α-ZrW2O8相,粉体颗粒为规则的长方体棒状,尺寸约为1.2μm×1.2μm×10μm.原位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,从室温到500 ℃,其热膨胀系数为-6.30×10-6 ℃-1;在150～175 ℃温度范围内发生了α-ZrW2O8向β-ZrW2O8相的转变.     

S2O2-8/ZrO2-Al2O3-TiO2固体超强酸的制备及催化活性研究

本文采用单因素实验法,研究了固体超强酸催化剂S2O2-8/ZrO2-Al2O3-TiO2的制备工艺.结果表明,S2O2-8/ZrO2-Al2O3-TiO2的最佳制备条件为:n(Zr):n(Al):n(Ti)=1:3:1,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.5mol·L-1,浸渍时间2h,焙烧温度300℃,焙烧时间6h.此外,用红外光谱对固体酸进行了结构表征,以乙酸正丁酯的酯化反应对其酸催化活性进行了初步研究.     

脉冲激光沉积法制备ZrW_2O_8薄膜(英文)

采用纯ZrW2O8陶瓷靶材,以脉冲激光沉积法在石英基片上沉积并退火处理后制备了ZrW2O8薄膜.利用X射线衍射仪、X射线光电子能谱 仪和扫描电子显微镜观察和确定r薄膜结构、化学组分和表面形貌,用划痕仪、表面粗糙轮廓仪测量了薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度.结果表明:脉冲激光沉积的薄膜为非晶态,膜层物质各元素之间的化学计量比与靶材成分一致;衬底未加热沉积的薄膜表而粗糙度较大,衬底温度为650℃ 时,薄膜表面平滑致密,粗糙度明显降低:非晶膜在1200℃密闭退火热处理3 min后淬火得到立方相ZrW2O8薄膜,退火后的薄膜品粒较大,同时 还出现一些沿晶界和晶内的裂纹缺陷.随着退火温度升高,薄膜与基片的结合力降低.     

热处理工艺对ZrW2O8薄膜组成与形态的影响

采用射频磁控溅射法在石英基片上制备了厚度约为200 nm的ZrW2O8薄膜.在不同温度下对薄膜进行热处理,通过X射线衍射和扫描电镜研究了热处理温度与热处理过程中通氧量大小对ZrW2O8薄膜组分与形态的影响.结果表明:在空气中热处理时,随着热处理温度的升高,薄膜由非晶态转变为晶态:经750℃处理的薄膜组成中ZrW2O8含量增大;热处理温度再升高,ZrW2O8逐步分解直至消失.在热处理过程中通入氧气,能使薄膜ZrW2O8含量增加,晶化效果更好,薄膜的形态更平整:在740℃热处理过程中通氧量达到20.8L/s后,再增加通氧量对薄膜的晶化影响不大.     

Al_2O_3/Cu_(70)Ti_(25)Zr_5/Nb界面结构及强度

本研究选用Cu70 Ti2 5 Zr5 活性钎料钎焊Al2 O3/Nb .通过对Al2 O3/Cu70 Ti2 5 Zr5 /Nb界面结构及接头性能研究 ,旨在进一步揭示Al2 O3/含Ti活性钎料间界面反应机制 ,并为指导工程应用提供最佳工艺参数 .借助扫描电镜、能谱、X射线衍射探讨了Al2 O3/Cu70 Ti2 5 Zr5 /Nb钎焊接头界面结构 ,并采用拉剪试验评价了接头强度 .研究结果表明 ,时间 0 .6ks ,温度小于 12 2 3K ,界面产生了 3种新相 :Cu2 Ti4O ,Ti0 .5 Zr0 .5 O0 .1 9,CuTi,界面结构为Al2 O3/Cu2 Ti4O +Ti0 .5 Zr0 .5 O0 .1 9/CuTi/Cu固溶体 +CuTi;温度大于 12 93K ,界面产生了Cu2 Ti4O ,Ti,CuTi 3种新相 ,界面结构为Al2 O3/Cu2 Ti4O/Ti固溶体 /CuTi/Cu固溶体 +CuTi.在 12 93K ,0 .6ks条件下 ,接头剪切强度最高达到 162MPa ,温度大于或小于12 93K ,强度下降     

放电等离子烧结和快速热压工艺制备具有低或负热 膨胀系数钨酸锆块体(英文)

采用快速热压工艺(放电等离子烧结和感应加热热压),利用ZrW2O5粉料制备了负热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)钨酸锆 (ZrW2O8)陶瓷体材料.这两种工艺可在烧结过程中保留负CTE材料钨酸锆所需的结构和相组成.结果表明:改变工岂参数,如热压温度和保温时间, 可以调节ZrW2O8陶瓷的CTE从-9×10-6/K到+9×10-6/K变化.首次采用ZrW2O8作为填料与轻金属钛复合制备了零膨胀复合材料.     

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.     

负热膨胀填料钨酸锆对环氧封装材料性能影响

由于封装材料与电子元件线膨胀系数差异大,成型后造成开裂、空洞和离层等缺陷,采用化学固相分步法制备的高纯度负热膨胀材料钨酸锆(ZrW2O8)颗粒作为填料,制备ZrW2O8/E-51及SiO2/E-51电子封装材料,测试了不同种类和含量的填料下封装材料线膨胀系数、显微硬度、玻璃化转变温度及磨损性能。实验结果表明:随ZrW2O8含量的增加,ZrW2O8/E-51材料线膨胀系数不断下降,显微硬度不断提高。ZrW2O8/E-51材料的磨损性能优于SiO2/E-51材料,磨损机理主要是粘着磨损和疲劳剥落,后期发生了磨粒磨损。     

Ce_(0.7)Zr_(0.3)/γ-Al_2O_3纳米固溶体的制备及其结构

以氯氧化锆、硝酸铈、硝酸铝为原料,按n(Ce)∶n(Zr)=0.7∶0.3的比例,采用化学共沉淀法与有机物共沸蒸馏法,将CeO2、ZrO2分散到γ-Al2O3表面上使其形成Ce0.7Zr0.3O2/γ-Al23固溶体。用XRD考察纳米固溶体在不同温度下焙烧后的相结构。结果表明:Ce0.7Zr0.3O2/γ-Al2O3纳米固溶体为立方晶型,且随着焙烧温度的升高,样品的衍射峰依次变强,峰宽变窄。     

S2O2-8/ZrO2-Al2O3-SiO2固体超强酸的制备及催化活性研究

采用共沉淀法制备S2O2-8/ZrO2-Al2O3-SiO2固体超强酸催化剂.通过单因素实验考察了三种金属最佳配比、陈化时间、S2O2-8的最佳浓度、浸泡时间、焙烧温度、焙烧时间等对固体酸酸强度的影响.研究表明,固体超强酸S2O2-8/ZrO2-Al2O3-SiO2的最佳制备条件是:n(Zr)∶n(Al)∶n(Si)=1∶2∶1,陈化时间5 h,S2O2-8的浓度为0.75 mol/L,浸渍时间3 h,焙烧温度400 ℃,焙烧时间4 h.此外,还利用红外光谱对样品结构进行了表征,利用酯化反应对其催化活性进行了初步研究.     

S_2O_8~(2-)/ZrO_2-Al_2O_3-TiO_2固体超强酸的制备及催化活性研究

本文采用单因素实验法,研究了固体超强酸催化剂S2O82-/ZrO2-Al2O3-TiO2的制备工艺。结果表明,S2O28-/ZrO2-Al2O3-TiO2的最佳制备条件为:n(Zr)∶n(Al)∶n(Ti)=1∶3∶1,(NH4)2S2O8浸渍液浓度0.5mo.lL-1,浸渍时间2h,焙烧温度300℃,焙烧时间6h。此外,用红外光谱对固体酸进行了结构表征,以乙酸正丁酯的酯化反应对其酸催化活性进行了初步研究。     

不同波长响应的Y2O2S:Er3+,Yb3+上转换发光材料的光谱特性

以Y2O2S为基质材料、Er2O3为激活剂、Yb2O3为敏化剂,采用固相反应法制备Y2O2S:Er3+,Yb3+上转换发光材料.采用X射线粉末衍射分析和荧光光谱分析表征样品的结构和发光性能,并分析上转换发光机理.结果表明:在980 nm和1 550 nm红外光激发下,样品发出源于Er3+的2H11/2→4I15/2、4...     

ZrW2O8负膨胀材料高温稳定性研究

ZrW2O8是在-273～780 ℃都具有各向同性的负热膨胀化合物,但由于其分解温度(750 ℃下分解)和窄的热稳定范围(1105～1231 ℃),反应合成相当困难.本实验通过固相合成法制备了ZrW2O8,并通过XRD分析和综合热分析,对ZrW2O8的高温稳定性进行了研究.     

Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb界面结构及强度

本研究选用Cu70Ti25Zr5活性钎料钎焊Al2O3/Nb,通过对Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb界面结构及接头性能研究,旨在进一步揭示Al2O3/含Ti活性钎料间界面反应机制,并为指导工程应用提供最佳工艺参数。借助扫描电镜,能谱,X射线衍射探讨了Al2O3/Cu70Ti25Zr5/Nb钎焊接头界面结构,并采用拉剪试验评价了接头强度,研究结果表明,时间0.6ks,温度小于1223K,界面产生了3种新相：Cu2Ti4O,Ti0.5Zr0.5O0.19,CuTi,界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O Ti0.5Zr0.5O0.19/CuTi/Cu固溶体＋CuTi,温度大于1293K,界面产生了Cu2Ti4O,Ti,CuTi3种新相,界面结构为Al2O3/Cu2Ti4O/Ti固溶体／CuTi/Cu固溶体＋CuTi,在1293K,0.6ks条件下,接头剪切强度最高达到162MPa,温度大于或小于1293K,强度下降。     

CeO_2-ZrO_2-La_2O_3-Pr_2O_3储氧材料制备及其负载单Pd三效催化剂性能

采用共沉淀法制备了质量分数4%La2O3和质量分数6%Pr2O3共改性的不同Ce与Zr质量比(分别为2∶7、4∶5和8∶1)的Ce O2-Zr O2-La2O3-Pr2O3储氧材料,利用BET、XRD、H2-TPR和OSC等对其织构、结构性能和氧化还原性能进行表征,并对负载Pd的三效催化剂进行模拟汽车尾气活性测试。BET结果表明,新鲜储氧材料的比表面积随着Ce含量增加逐渐增大,Ce与Zr质量比8∶1的储氧材料C8Z1具有最大比表面积109.6 m2·g-1;1 000℃空气气氛处理4 h的老化储氧材料的比表面积变化趋势与新鲜储氧材料相反,随着Ce含量增加,比表面积逐渐降低,Ce与Zr质量比为2∶7的C2Z7a具有最大比表面积55.1 m2·g-1;XRD结果表明,高Ce含量材料的抗高温结构稳定性较中低Ce含量的材料差;H2-TPR和储氧量测试表明,老化前后Ce与Zr质量比4∶5的储氧材料C4Z5均具有最佳的还原能力和最大储氧量;模拟汽车尾气测试表明,高Ce含量的Pd/C8Z1三效催化剂对CO、NO和HC具有最低的起燃温度,50%起燃温度(T50)分别为238.8℃、265.9℃和268.4℃。     

负热膨胀陶瓷的性质、结构及薄膜的制备(英文)

简略地介绍了负热膨胀陶瓷材料的性质、结构,包括:β锂霞石、NaZr2P3O12(NZP)族、ZrW2O8族、ZrV2O7族、Sc2(WO4)3族、ReO3和Zn(CN)2.此外,还介绍了一些薄膜的制备工艺和性质.进一步的研究建议包括:控制材料的负热膨胀,改进制备L艺,特别是发展新的薄膜制备上艺和应用开发研究.