【摘 要】
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近年来新发现的三种新型负热膨胀氧化物材料为AMO,AMO和A(MO)类材料,在三种类型的负热膨胀材料中AMO类材料是各向同性的,最典型的是ZrWO.ZrWO具有简单立方的晶体结构,在0.3K~
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近年来新发现的三种新型负热膨胀氧化物材料为AM<,2>O<,8>,AM<,2>O<,7>和A<,2>(MO<,4>)<,3>类材料,在三种类型的负热膨胀材料中AM<,2>O<,8>类材料是各向同性的,最典型的是ZrW<,2>O<,8>.ZrW<,2>O<,8>具有简单立方的晶体结构,在0.3K~1050k温度范围内其线膨胀系数α=-8.7×10<-6>K<-1>,ZrW<,2>O<,8>产生NTE的根本原因是由其本身的骨架结构决定的,由共顶点的ZrO<,6>八面体和WO<,4>四面体组成的骨架结构中存在的RUMs导致NTE.但由于ZrW<,2>O<,8>只在很窄的温度范围内热力学稳定,反应合成相当困难.并且反应合成的ZrW<,2>O<,8>要快速冷却到室温保持亚稳,否则将分解成WO<,3>和ZrO<,2>;另外,钨氧化物在高温下容易挥发,合成反应必须在密闭的体系中进行.该实验利用固相反应法和化学沉淀法经济有效地合成出了ZrW<,2>O<,8>样品,直接固相反应法合成ZrW<,2>O<,8>要在1200℃进行24h的反应,反复研磨分步固相反应法可将最后合成温度降到1000℃;在化学沉淀法中要使pH=2-3,才能使Zr<4+>和WO<,3><2->完全沉淀出来.用化学沉淀法得到的前驱物在1200℃反应6h,就有大量的ZrW<,2>O<,8>生成.膨胀仪测出ZrW<,2>O<,8>样品在18℃~718℃之间膨胀系数为负,其中18℃~218℃之间的膨胀系数为-7.2×10<-6>K<-1>,218℃~718℃之间的膨胀系数为-4.92×10<-6>K<-1>,在整个测量温度范围内的平均线膨胀系数α=-5.57×10<-6>K<-1>;用XRD数据近似计算出合成的ZrW<,2>O<,8>样品在室温下的晶格常数a=0.9141nm;排水法测出室温下的实际密度D<,实际>=4.41g/cm<3>.
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