可控热膨胀聚合物复合材料的挑战和机遇(英文)

负热膨胀(negative thermal expansion,NTE)材料可作为填料制备可控热膨胀复合材料.高质量聚合物复合材料的研发面临诸多挑战,包括NTE 填料与基体材料的相容性,NTE相的稳定性,颗料形貌和尺寸的控制及其对混合稗度的影响.本文对影响聚合物复合材料成型中存在的诸多可能存 在的问题进行了述评,讨论了对有望用作填料的NTE材料的要求,即对NTE填料颗粒尺寸和相容性进行合成控制.通过晶体前驱体到目标NTE相 的拓扑转变,可实现对颗粒尺寸的最优控制.     

负热膨胀材料钨酸钇的快速合成及其Raman光谱(英文)

用二氧化碳激光快速凝同技术合成了负热膨胀材料钨酸钇.场发射扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明:二氧化碳激光快速凝固技术合成的钨酸钇(Y2W3O12)为正变相的层状致密块体.Y2W3O12由于在大气中存放后会形成Y2W3O12·xH2O,Raman光谱研究表明:其中的水分子不仅能阻碍其共亭项角多面体的摇摆,而且将阻碍每一种振动.低于388 K,所释放的水分子对[WO4]四面体内振动的影响较小,在该温度以上能够释放的水分子对Y2W3O12框架结构中的多面体的摇摆运动、伸缩振动、弯曲振动、天平动和平动均有较大的阻碍作用.变温Raman光谱揭示:不仅低频卢子模,而且高频光学卢子模对负热膨胀也有贡献.     

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。     

HfW_2O_8陶瓷的制备、相变特性及其负热膨胀性能(英文)

以分析纯的HfO2和WO3为原料,采用固相反应法制备立方相HfW2O8陶瓷。利用X射线衍射仪,场发射扫描电子显微镜和热机械分析仪对样品的物相组成、微观结构及相变和负热膨胀特性进行了表征。结果表明:1 200℃烧结6h后再经高温淬火可得到立方相HfW2O8陶瓷,其断面结构致密,晶粒呈方形,且具有良好的负热膨胀特性;在182.5℃发生α-HfW2O8到β-HfW2O8的相转变,相转变后HfW2O8陶瓷的热膨胀系数降低。通过高温XRD法计算得到α-HfW2O8热膨胀系数为-12.90×10—6 K—1,β-HfW2O8的热膨胀系数为—10.09×10—6 K-1。在25~600℃,其平均热膨胀系数为—11.46×10—6 K—1。受孔洞和微裂纹的影响,采用热机械分析仪测试得到的HfW2O8陶瓷宏观热膨胀系数比高温X射线衍射仪得到的稍小。     

AM_2O_8(A=Zr,Hf;M=Mo,W)氧化物粉体的低温 液相合成及其结构控制(英文)

立方AM2O8氧化物(A=Zr,Hf:M=Mo,W)是最有希望的一类负热膨胀材料.为开发这类材料,期望获得高质量AM2O8粉体,而传统固相合成法不能达到这一目的.低温液相合成法是一种有望合成高质量AM2O8氧化物粉体的途径.本文介绍了1998年以来低温液相合成AM2O8粉体的研究进展,首先,概述了AM2O7(OH)2·2H2O脱水的合成工艺,其后讨论了用于制备醇盐或羧酸盐前驱体的凝胶技术.着重讨论了材料结构控制问题, 并提出了进一步研究方向.     

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.     

YBaCo_2O_(5+δ)阴极材料的微观结构和热膨胀及电性能(英文)

研究了层状钙钛矿钴氧化物YBaCo2O5+δ阴极材料的微观结构和热膨胀及电性能.结果表明:YBaCo2O5+δ极材料具有与Ce0.8Gd0.2O2-δ固体电解质相匹配的热膨胀性能,显示出良好的化学和结构稳定性.YBaCo2O5+δ在高温下表现为金属导电特性,100~800℃温度范围内的电导率σ=153~35 S/cm.通过扫描电子显微镜和电子能谱手段,研究了YBaCo2O5+δ/Ce0.8Gd0.2O2-δ复合阴极中离子-电子混合导电相的微观结构.     

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。     

框架结构化合物的热膨胀和相变特性(英文)

在现代精密器件中,因存在热梯度,材料的热膨胀成为一个重要的影响因素.通常材料受热后因化学键的伸长而产生膨胀,而仍有一些材料显示异常的(低的或负的)热膨胀特性,这些特性值得深入研究.并以期设计具有应用可能的热膨胀系数uI控的材料.众所刷知,材料的异常热膨胀特性与框架构造化合物中的晶体结构常存在密切关系.近年来,人们对AMo2O8,APO4,A2Mo3O12炎系列框架构造化合物进行了研究,以了解晶体结构对其热膨胀特性和相转变过程的影响.本文综合评述了影响这类材料热膨胀特性和相转变过程相关的结晶学研究结果.     

MgO,ZnO和BaO对Li_2O–Al_2O_3–SiO_2微晶玻璃结晶化和 热膨胀性能的影响(英文)

通过传统熔融法制备了添加MgO,ZnO和BaO的Li2O-Al2O3-SiO2(LAS)微晶玻璃。并通过微分热分析、X射线衍射和扫描电镜研究了MgO,ZnO和BaO对LAS玻璃的结晶化影响,测量了LAS的热膨胀系数(coefficient of thermal expansion,CTE)。结果表明:添加1.0%～1.5%(质量分数,下同)MgO,1.0%～3.0%ZnO或1.5%～3.5%BaO的LAS微晶玻璃在500℃以下都表现出负的热膨胀性。随着MgO含量的减少,形成了β锂辉石固溶体(LiAlSi3O8)并导致CTE显著增大。当添加0.5%MgO时,从100～700℃具有0.5120×10-6/℃到1.6913×10-6/℃的正膨胀系数。     

ZrW2O8微波合成、表征及负膨胀行为研究

采用湿化学－微波合成工艺制备了具有负膨胀行为的ＺｒＷ２Ｏ８粉体,Ｘ射线衍射和Ｒａｍａｎ光谱分析结果表明,合成产物是基本单一的立方结构的ＺｒＷ２Ｏ８。用ＳＥＭ观察了样品的形貌,热膨胀仪测定了样品从室温到８００℃的膨胀行为,其膨胀系数的平均值为－７．９×１０＾－６Ｋ＾－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.     

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℃).     

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.     

复合材料热膨胀成型工艺研究与应用

简要叙述热膨胀工艺的原理和成型工艺过程，对热膨胀芯模的材料性能和设计、制造进行试验，分析影响膨胀压力的因素，并与热压罐成型工艺进行性能对比。以硅橡胶材料制作的芯模与钢模组合使用制备碳纤维复合材料制件，应用效果较好。研究表明，该工艺适用于多腔体复合材料制件的整体共固化成型。