CN1974480A - 一种导电负热膨胀陶瓷 - Google Patents

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Abstract

一种导电负热膨胀陶瓷，属于无机非金属材料领域，特别涉及一种能够在400～700℃范围内使用的且具有导电性能负热膨胀陶瓷。其特征在于利用高温固相法制备Zr1－xYbxW2O8、0.0≤x≤0.1，初始原料为ZrO2、WO3以及Yb2O3；按照Zr1－xYbxW2O8称取符合化学剂量比的ZrO2、WO3以及Yb2O3，称量后的样品在乙醇溶液中球磨1～24小时，球磨后的粉体压制成片，在1100～1300℃温度范围内煅烧1～48小时，淬冷至室温，淬冷后的产物在乙醇溶液中球磨1～24小时后，压制成片，在1100～1300℃温度范围内烧结1～24小时，冷却后的样品即为具有导电性能的负膨胀材料Zr1－xYbxW2O8。本发明化合物合成方法简易，在很宽的温度范围内具有负膨胀特性，同时该化学物在400℃电导率增加到半导体区间。

Description

一种导电负热膨胀陶瓷
技术领域
本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及一种能够在400～700℃范围内使用的且具有导电性能负热膨胀陶瓷。
背景技术
负膨胀材料具有很高的研究与实际应用价值，随着温度的变化这类材料的体积呈负膨胀特性。这类材料使用范围很广，从日用品到航空航天领域。目前，很多材料被报道具有负膨胀性能，如：立方的负热膨胀材料ZrW2O8，具有各向同性的负热膨胀性能，负膨胀系数为-8.7×10-6K-1；正交结构的Sc2(WO4)3，负膨胀系数为-6.5×10-6K-1；铜铁矿结构的CuLaO2也是具有负膨胀行为的材料，平均负膨胀系数为-6.4×10-6K-1；YbGaGe具有零膨胀性能。但是这些报道都仅集中于材料具有负膨胀性能，对材料同时是否具有其它的性能，至今未见相关的报道。目前，对于高温导电的精密仪器领域，采用普通导电材料制备的精密仪器由于各自的膨胀系数不相匹配，在高温下会由于材料膨胀的变化而引起仪器失衡，既降低了仪器的使用寿命，又影响了仪器的精度。所以，如果一种材料在已经具备负膨胀性能的同时还具有一些其它的性能，它的应用范围将大大增加，具备更高的开发价值。
发明内容
本发明目的在于研究一种既具有负膨胀性能，又在一定温度区间具有导电性能的功能材料。
一种导电负热膨胀陶瓷，其特征在于利用高温固相法制备Zr1-xYbxW2O8(0.0≤x≤0.1)粉体，初始原料为ZrO2、WO3以及Yb2O3。按照Zr1-xYbxW2O8称取符合化学剂量比的ZrO2、WO3以及Yb2O3，称量后的样品在乙醇溶液中球磨1～24小时使其充分混合，球磨后的粉体压制成片，在1100～1300℃温度范围内煅烧1～48小时，淬冷至室温，淬冷后的样品在乙醇溶液中球磨1～24小时后，压制成片，在1100～1300℃温度范围内烧结1～24小时，冷却后的样品即为具有导电性能的负膨胀材料Zr1-xYbxW2O8。
本发明化合物Zr0.90Yb0.10W2O8合成方法简易，在很宽的温度范围内具有负膨胀特性，同时该化学物在400℃电导率增加到半导体区间。
附图说明
图1为ZrW2O8化合物XRD图谱。
图2为300℃ZrW2O8化合物电导率。
图3为400℃ZrW2O8化合物电导率。
图4为500℃ZrW2O8化合物电导率。
图5为600℃ZrW2O8化合物电导率
图6为700℃ZrW2O8化合物电导率
图7为Zr0.90Yb0.10W2O8化合物XRD图谱
图8为Zr0.90Yb0.10W2O8化合物单胞参数与温度的关系
图9为300℃Zr0.90Yb0.10W2O8化合物电导率
图10为400℃Zr0.90Yb0.10W2O8化合物电导率
图11为500℃Zr0.90Yb0.10W2O8化合物电导率
图12为600℃Zr0.90Yb0.10W2O8化合物电导率
图13700℃Zr0.90Yb0.10W2O8化合物电导率
具体实施方式
实施例一：
利用此发明合成ZrW2O8。称取2.0995克ZrO2、7.9005克WO3，在乙醇溶液中球磨12小时后，粉体在80℃烘干，压制成片，于1200℃下煅烧20小时，淬冷至室温，淬冷后样品再次球磨10小时，压制成片，在1200℃烧结1小时，淬冷至室温，即得到负膨胀材料ZrW2O8。
图1说明ZrW2O8化合物为单一相。图2～图6为该化合物电导率与温度的变化关系，从图中可知电导率受温度影响较大，温度越高，该化合物的电导率越高。
实施例二：
利用此发明合成Zr0.90Yb0.10W2O8。称取1.8903克ZrO2、7.9036克WO3以及0.1925克Yb2O3，在乙醇溶液中球磨12小时后，粉体在80℃烘干，压制成片，于1200℃下煅烧20小时，淬冷后样品再次球磨10小时，压制成片，在1200℃烧结1小时，淬冷至室温，即得到负膨胀材料Zr0.90Yb0.10W2O8。
图7说明Zr0.90Yb0.10W2O8化合物为单一相。图8为该化合物单胞参数与温度的变化关系，从此图中可以看出单胞体积基本不受温度变化的影响，具有负膨胀材料特征。图9～图13为该化合物电导率与温度的变化关系，从图中可以知道，温度越高，该化合物的电导率越高。

Claims (1)

1.一种导电负热膨胀陶瓷，其特征在于利用高温固相法制备Zr1-xYbxW2O8、0.0≤x≤0.1，初始原料为ZrO2、WO3以及Yb2O3；按照Zr1-xYbxW2O8称取符合化学剂量比的ZrO2、WO3以及Yb2O3，称量后的样品在乙醇溶液中球磨1～24小时，球磨后的粉体压制成片，在1100～1300℃温度范围内煅烧1～48小时，淬冷至室温，淬冷后的产物在乙醇溶液中球磨1～24小时后，压制成片，在1100～1300℃温度范围内烧结1～24小时，冷却后的样品即为具有导电性能的负膨胀材料Zr1-xYbxW2O8。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110591706A (zh) * 2019-09-12 2019-12-20 天津大学 一种稀土离子掺杂立方相钨酸锆上转换纳米晶体及其制备方法

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