負(fù)膨脹材料Zr2P2WO12及Zr2P2WO12-PI復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來材料學(xué)領(lǐng)域發(fā)展飛速，材料的熱膨脹性能已經(jīng)成為了材料界備受關(guān)注的問題之一，這對研究材料的熱學(xué)穩(wěn)定性有著非常重要的意義。但是由于在物體的內(nèi)部和表面間存在溫度梯度，熱脹冷縮引發(fā)的熱應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致器件出現(xiàn)微裂紋甚至斷裂，正是由于負(fù)熱膨脹材料的出現(xiàn)，使得負(fù)膨脹材料和正膨脹材料的復(fù)合以及制備近零膨脹材料、可控?zé)崤蛎洸牧系靡粤藢?shí)現(xiàn)。通常固體材料是由形狀大小不同的顆粒構(gòu)成，粒徑大小嚴(yán)重影響了材料的結(jié)構(gòu)及性能，所以開展對材料顆粒大小控制及表征的研究很有

2、必要。
　　Zr2P2WO12（ZWP）是一種優(yōu)異的負(fù)熱膨脹材料，它在室溫至1073K的寬溫度范圍內(nèi)表現(xiàn)出負(fù)熱膨脹性能，熱膨脹系數(shù)約為-3~-5×10-6/K，且具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性以及原料成本低、無相變，因而備受青睞。本文通過固相反應(yīng)法制備負(fù)熱膨脹材料Zr2P2WO12，并采用不同的球磨時(shí)間來控制負(fù)膨脹陶瓷材料粒徑的大小，詳細(xì)研究了粒徑大小對Zr2P2WO12性能的影響；同時(shí)嘗試采用原位聚合法，在維持聚酰亞胺原有的熱穩(wěn)

3、定性能、介電性能等性能的基礎(chǔ)上制備出低膨脹聚合物基Zr2P2WO12/PI復(fù)合材料，并對復(fù)合材料的傅里葉紅外光譜、微觀結(jié)構(gòu)、熱膨脹性能、熱穩(wěn)定性能、致密性以及電學(xué)性能等性能進(jìn)行研究。主要的研究成果如下：
　　1、對不同球磨時(shí)間（2h、12h、24h、48h、72h、96h）得到的Zr2P2WO12粉體進(jìn)行掃描電鏡觀察并利用相關(guān)軟件計(jì)算，結(jié)果表明：隨著球磨時(shí)間的增加，陶瓷材料粉體的粒徑有所減小，粉體粒徑由球磨2h的2700nm減小到

4、球磨96h的650nm，球磨使得陶瓷材料粉體粒徑得以優(yōu)化。
　　2、對不同球磨時(shí)間下制備的Zr2P2WO12負(fù)膨脹材料進(jìn)行了性能測試，結(jié)果表明：隨著球磨時(shí)間的增加，陶瓷材料的熱膨脹系數(shù)值有所減??；相對密度和維氏硬度隨之增加；陶瓷材料的綜合介電性能有所提高，在球磨96h時(shí)具有較好的綜合介電性能：較低的介電常數(shù)和介電損耗（分別為4.7和0.0316）。
　　3、采用原位聚合法制備出了Zr2P2WO12/PI復(fù)合材料，并對復(fù)合材料