PVP对溶胶凝胶法制备负热膨胀ZrW_2O_8粉体形貌及性能的影响

以PVP为添加剂,采用溶胶凝胶法制备ZrW_2O_8粉体,研究添加剂对粉体形貌的影响及其负热膨胀特性。对其前驱体进行热重-差热分析(TG-DSC),以X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对产物结构及形貌进行表征。结果表明所得粉体为单一立方α-ZrW_2O_8相。加入PVP后,可以有效地改变粉体的形貌,随着加入量的增大,粉体的形貌从无规则的团聚体转变为长棒状、扇形及短棒颗粒。原位X射线粉末衍射分析表明,所得ZrW_2O_8粉体具有良好的负热膨胀特性。     

ZrW2O8 / ZrO2 可控热膨胀复合材料的制备

采用分步加热固相法成功制备了纯度较高的各向同性负热膨胀材料ZrW₂O₈ 。将ZrW₂O₈ 与ZrO₂ 按一定比例混合, 在1200 ℃烧结24 h 制备了热膨胀系数可控的ZrW₂O₈ / ZrO₂ 复合材料。研究结果表明, 通过改变ZrW₂O₈ 的体积分数, ZrW₂O₈ / ZrO₂ 复合材料的热膨胀系数可以控制为负、正或零。当ZrW₂O₈ 的体积分数为37 %时, 复合材料的热膨胀系数接近零。为了得到致密的ZrW₂O₈ / ZrO₂ 复合陶瓷, 采用Al₂O₃ 作为烧结剂, 取得了较好的效果。0. 35 wt % Al₂O₃ 的加入可以在不影响复合材料热膨胀性能的前提下, 显著提高复合材料的致密度。      

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW2O8/ZrO2复合材料.对ZrW2O8/ZrO2前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)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.研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW2O8和m-zrO2相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW2O8质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW2O8/ZrO2复合材料在30～600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0.     

原位反应固相法合成低热膨胀ZrW_2O_8/ZrO_2复合材料

以分析纯ZrO2、WO3为原料,采用分步焙烧-原位反应固相法成功合成了低热膨胀ZrW2、WO8/ZrO2复合材料,着重研究了不同烧结温度和烧结时间对产物的影响.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和热膨胀仪对合成的ZrW2O8/ZrO2复合材料的晶体结构、断面形貌和热膨胀性能进行表征.研究结果表明,在1125、1150、1200℃烧结6h都可以合成高纯度的ZrW2O8/ZrO2复合材料,其组元为α-ZrW2O8和m-ZrO2相;随烧结时间的延长,衍射半峰宽逐渐减小,晶粒在不断长大,致密度相对提高;随着ZrW2O3质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中25%(质量分数)ZrW2O8/ZrO2复合材料在30～600℃的平均热膨胀系数为0.2153×10-6K-1.     

化学共沉淀法合成低热膨胀ZrW2O8/ZrO2复合材料

采用化学共沉淀法合成前驱体,前驱体经1150℃烧结得到ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料。对ZrW₂O₈/ZrO₂前驱体进行傅里叶变换红外光谱、热重-差示扫描量热分析;通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)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。研究结果表明:合成的复合材料的组元为α-ZrW₂O₈和m-ZrO₂相,化学均匀性良好且易烧结;随着ZrW₂O₈质量分数增加,复合材料的热膨胀系数减小,其中26%ZrW₂O₈/ZrO₂复合材料在30~600℃的平均热膨胀系数为-0.5649×10-6K-1,近似为0。      

Cf-ZrW2O8/9621复合材料制备及碳纤维和ZrW2O8含量对其热膨胀的影响

热膨胀是影响复合材料性能和使用寿命的主要因素之一。为研究具有低/负热膨胀的复合材料,本文以碳纤维粉、ZrW₂O₈颗粒和环氧树脂为原料,采用模压法制备了C_f-ZrW₂O₈/9621环氧树脂基复合材料,研究了碳纤维粉和ZrW₂O₈颗粒含量对复合材料热膨胀行为的影响规律,并分析了不同温度区间内C_f-ZrW₂O₈/9621环氧树脂基复合材料热膨胀的变化规律。研究结果表明：在30～200℃范围内,当ZrW₂O₈颗粒含量不变时,随着碳纤维粉含量的增加复合材料的平均热膨胀系数逐渐降低,其中碳纤维粉含量增加到12%时,复合材料的平均热膨胀系数最低,为29.9×10^-6/℃,降低了约60%;当碳纤维粉含量不变时,ZrW₂O₈颗粒含量逐渐增加到12%时,复合材料的平均热膨胀系数呈现...     

负热膨胀ZrW2O8薄膜的制备和性能

用交替射频磁控溅射法在石英基片上沉积并退火制备了ZrW2O8薄膜,测量了薄膜与基片之间的结合力和薄膜厚度,研究了薄膜的负热膨胀特性.结果表明:用磁控溅射方法制备的薄膜为非晶态,表面平滑、呈颗粒状,在1200℃热处理3 min后得到立方相ZrW2O8薄膜,结晶薄膜的颗粒长大,薄膜与基片之间有良好的结合力.立方相ZrW2O8薄膜在15-200℃热膨胀系数为-24.81×10-6K-1,200-700℃热膨胀系数为-4.78×10-6K-1,平均热膨胀系数为-10.08×10-6K-1.     

工艺参数和热处理温度对ZrW_2O_8薄膜制备的影响

采用WO3和ZrO2复合陶瓷靶材,以射频磁控溅射法在石英基片上沉积制备了ZrW2O8薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、表面粗糙轮廓仪和扫描电子显微镜(SEM),研究了不同工艺参数和不同退火温度对ZrW20s薄膜的相组成、沉积速率和表面形貌的影响.采用高温X射线衍射和Powder X软件研究薄膜的负热膨胀特性.实验结果表明随着溅射功率的增加,薄膜沉积速率增加;而随着工作气压的增加,薄膜沉积速率先增加后减小;磁控溅射沉积制备的ZrW20s薄膜为非晶态,表面平滑、致密,随着热处理温度的升高,薄膜开始结晶且膜层颗粒增大;在740℃热处理3 n血后得到膜层颗粒呈短棒状的三方相ZrW2O8薄膜,在1200℃密闭条件下热处理3 min淬火后得到膜层颗粒呈球状的立方相ZrW2O8薄膜,且具有良好的负热膨胀特性.     

稀土氧化物(La2O3或CeO2)对搅拌摩擦加工制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响

采用搅拌摩擦加工（FSP）的方法制备Ni/Al复合材料,并在此基础上添加不同种类稀土氧化物（La₂O₃或CeO₂）,通过SEM、EDS、XRD、电子探针（EPMA）和室温拉伸试验研究稀土氧化物对FSP制备Ni/Al复合材料组织和性能的影响。结果表明：Ni/Al复合材料复合区有较明显的Ni粉团聚物存在,Ni-La₂O₃/Al、Ni-CeO₂/Al复合材料中Ni粉团聚物数量减少,尺寸减小。La₂O₃和CeO₂均对Al-Ni原位反应有较大影响,能够促进Al-Ni原位反应的进行,生成更多增强相。Ni-CeO₂/Al复合材料与Ni-La₂O₃/Al复合材料相比,复合区组织更加均匀,增强颗粒Al₃Ni含量更多。La₂O₃和CeO₂均能显著提高FSP制备Ni/Al原位复合材料的抗拉强度。Ni-La₂O₃/Al复合材料的抗拉强度达到221 MPa,Ni-CeO₂/Al复合材料的抗拉强度达到238 MPa,两者相比于Ni/Al的复合材料抗拉强度（166 MPa）分别提高了33.1%和43.4%。     

柠檬酸溶胶-凝胶法合成负热膨胀性ZrW_2O_8粉体及其性质研究

以柠檬酸为螯合剂,采用溶胶-凝胶法制备负热膨胀性Zr W2O8粉体,对其前驱体进行热重-差热分析,以X射线粉末衍射、扫描电子显微镜对产物结构及形貌进行表征,结果表明所得粉体为单一α-Zr W2O8相,具有无规则形状。随着柠檬酸量的增加,颗粒有明显聚集长大的趋势,且形貌向片层状发展。变温X射线粉末衍射分析表明,所得Zr W2O8粉体具有很好的负热膨胀特性,在室温~500℃时,平均热膨胀系数为-6.14×10-6/℃。     

负热膨胀”氧化物材料ZrW2O8的研究现状

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。     

溶胶凝胶法制备超细负热膨胀性ZrW2O8粉体

以溶胶凝胶法制备负热膨胀材料ZrW2O8粉体并与固相法制备的粉体相比较.对其前驱体进行热重-差热分析(TG-DSC)、以X射线粉末衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)分别对粉体进行物相分析和形貌观测.结果表明溶胶凝胶法比固相法合成温度低,于610℃合成单一立方结构ZrW2O8粉体,并且粉体颗粒比固相法小,为100nm;ZrW2O8粉体有很好的负热膨胀特性,以高温X射线衍射分析,在室温约500℃范围内,溶胶凝胶法制备的粉体的热膨胀系数为-5.93×10-6/K;比固相法(-6.31×10-6/K)的略低.     

The cryogenic thermal expansion and mechanical properties of plasma modified ZrW2O8 reinforced epoxy

In this article, epoxy resin reinforced by negative thermal expansion material, ZrW₂O₈, was fabricated. The surface modification of ZrW₂O₈ particles was performed via plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process. As a result, a thin film was uniformly deposited on the surfaces of the ZrW₂O₈ particles, leading to an improvement of compatibility and dispersion of ZrW₂O₈ fillers inside epoxy matrix. Moreover, the coefficients of thermal expansion (CTEs) of the composite material containing 0-40 vol.% fillers were studied under cryogenic temperatures. The results showed a significant reduction in thermal expansion with increasing ZrW₂O₈ content. The cryogenic mechanical properties of ZrW₂O₈/epoxy composites were also investigated, showing the properties were improved by adding ZrW₂O₈ to certain content. In addition, the mechanical strength and modulus of the composite were observed significantly higher at cryogenic temperature than that at room temperature because of the thermal shrink effect and the frozen epoxy matrix.     

Bi2O3助熔剂对CaO-B2O3-SiO2/Al2O3玻璃陶瓷复合材料性能的影响

以CaO-B₂O₃-SiO₂(CBS)玻璃粉体和Al₂O₃陶瓷粉体为原料,通过在CBS与Al₂O₃的质量比固定为50:50的玻璃-陶瓷复合材料中添加适量的Bi₂O₃作为烧结助熔剂,探讨了Bi₂O₃助熔剂对CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能、抗弯强度和热膨胀系数的影响规律.研究表明:Bi₂O₃助熔剂能通过降低CBS玻璃的转变温度和黏度促进CBS/Al₂O₃复合材料的致密化进程,于880 ℃下烧结即能获得结构较致密、气孔较少的CBS/Al₂O₃复合材料.然而,过量添加Bi₂O₃将使玻璃的黏度过低,从而恶化CBS/Al₂O₃复合材料的烧结性能、介电性能及抗弯强度.当Bi₂O₃的添加量为CBS/Al₂O₃复合材料的1.5wt%时,于880 ℃下烧结即能获得最为致密的CBS/Al₂O₃复合材料,密度为2.82 g·cm^-3,这一材料具有良好的介电性能(介电常数为7.21,介电损耗为1.06×10^-3),抗弯强度为190.34 MPa,0~300 ℃的热膨胀系数为3.52×10^-6 K^-1.