負(fù)熱膨脹SnO-,2--ZrO-,2--2WO-,3-系統(tǒng)微晶材料的研究.pdf

1、該文在ZrW<,2>O<,8>負(fù)熱膨脹陶瓷材料的組成基礎(chǔ)上,采用玻璃制備的工藝即高溫熔制、淬冷成型方法制備出負(fù)熱膨脹SnO<,2>-ZrO<,2>-2WO<,3>系統(tǒng)微晶材料;通過測(cè)量熱膨脹系數(shù)、差熱分析(DTA)、X射線衍射分析(XRD)、TREOR90多晶指標(biāo)化以及掃描電鏡分析(SEM);探討了微晶材料的負(fù)熱膨脹特性及機(jī)理;標(biāo)定了微晶材料的結(jié)構(gòu)參數(shù);討論了該系統(tǒng)玻璃態(tài)的穩(wěn)定性;研究了在Sn<,2>0組成中加入Al<,2>O<,3>對(duì)

2、材料熱膨脹性能,及對(duì)玻璃態(tài)穩(wěn)定性的影響;制作和分析了SnO<,2>-ZrO<,2>-2WO<,3>系統(tǒng)相圖;制備了Sn<,2>0組成的晶體.結(jié)果表明:SnO<,2>替代量5 mol%、25~80mol%時(shí)、微晶材料表現(xiàn)為正膨脹性;SnO<,2>替代量為10mol%、15mol%、20mol%時(shí),在很大的溫度范圍內(nèi)則表現(xiàn)出負(fù)膨脹特性;其中Sn<,2>0組成在298K~1049K范圍內(nèi)熱膨脹系數(shù)為-2.396×10<'-6>K<'-1>;加

3、入Al<,2>O<,3>后Sn<,2>0組成的熱膨脹系數(shù)變?yōu)檎?SnO<,2>為5~60mol%微晶體的晶格類型為正交晶系,晶胞參數(shù):a=9.145~9.201A、b=12.070~12.686A、c=9.085~9.117A;SnO<,2>替代量為80mol%微晶體的晶格類型屬于單斜晶系,晶胞參數(shù):a=10.939 A、b=11.973 A、c=7.814 A.SnO<,2>為10~20mol%的微晶材料的負(fù)膨脹特性是由[(Zr/S

4、n)O<,6>]八面體和[WO<,3>]四面體之間共角連接的橋氧,隨溫度升高橫向振動(dòng)加劇,使得[(Zr/Sn)O.]八面體和[WO<,3>]四面體間距縮小引起的.根據(jù)Ks(T)玻璃穩(wěn)定性判劇表明,SnO<,2>-ZrO<,2>-2WO<,3>系統(tǒng)組成玻璃態(tài)穩(wěn)定性次序依次為:Sn10>Sn5>Sn20>Sn30>Sn40>Sn60>Sn80;加入Al<,2>O<,3>的SnO<,2>0玻璃態(tài)穩(wěn)定性次序依次為:All5>Al20>All0>

5、Al5.采用水淬急冷工藝制作了ZrW<,2>O<,8>-SnW<,2>O<,8>二元系統(tǒng)相圖,為今后的研究奠定基礎(chǔ);隨著SnO<,2>替代量的增加,系統(tǒng)的液相熔化溫度先降低后升高,在SnO<,2>替代量為19mol%左右時(shí)出現(xiàn)低共熔點(diǎn);1378K為固相線溫度,當(dāng)SnO<,2>替代量>60mol%后,固相線溫度升高為1538K;從1049K到固相線溫度為系統(tǒng)的分解溫度區(qū).制備出Sn<,2>0組成無色透明晶體;此晶體具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性,不