邢奇凤
,
邢献然
,
杜凌
,
于然波
,
陈骏
,
邓金侠
,
罗君
金属学报
采用水热法在500 ℃的低温条件下成功地合成了具有负热膨胀系数的
材料ZrW2O8.
X射线衍射结果表明, 当加入的盐酸溶液浓度c HCl≥6 mol/L时,
可用水热法合成出多晶前驱体ZrW2O7(OH)2(H2O)2. 运用
热重-差热分析法研究了前驱体ZrW2O7 (OH)2 (H2O) 2
和产物ZrW2O8的热稳定性. 结果表明, 前驱体在较低温度(500 ℃)
下灼烧即可获得产物ZrW2O8. 经X射线衍射和红外光谱分析证明,
所获得的产物为单一立方相ZrW2O8.
关键词:
ZrW2O8
,
hydrothermal synthesis
,
negative thermal expansion
李玉成
,
晁明举
,
张牛
,
梁二军
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.03
以Sr2+部分替代SmMnO3中的Sm3+,采用固相法成功制备出新的负膨胀材料Sm0.85Sr015MnO3-δ.其线膨胀系数为-10.08×10-6/K(360 ～873 K);SEM观察其组织为单一的球状或椭球状颗粒;其相对密度为95.5％;XRD和EDS分析表明,Sm0.85Sr0.15 MnO3-δ为正交结构(空间群pbnm);DSC和TGA曲线支持了Sm0.85Sr0.15MnO3-δ在温度升高时Mn4+ O6八面体畸变及氧缺陷的存在.Sm0.85Sr0.15MnO3-δ的热膨胀机制为晶格振动和Mn离子间电子转移两个因素共同作用:当温度低于360 K时,随着温度的升高,晶格振动加剧引起晶胞体积增大占优,Sm0.85Sr0.15MnO3-δ呈现低正膨胀性能;当温度高于360 K时,随着温度的升高,Mn4+转化成Mn3+的离子数增加,导致Mn3+O6八面体畸变增大甚至产生氧缺陷,使得晶格体积变小占优,Sm0.85Sr0.15MnO3-δ呈现负膨胀性能.
关键词:
负热膨胀
,
Sm0.85Sr0.15MnO3-δ
,
晶格畸变
,
Jahn-Teller效应
,
氧缺陷
武明义
,
孙强
,
贾瑜
,
梁二军
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.04
二维材料由于存在“膜效应”,即在垂直于薄膜方向的热涨落,使得沿着二维薄膜面内方向出现反常的负热膨胀现象.这种热效应对薄膜的稳定性及电子性质可产生重要影响.基于第一性原理计算和准谐近似,系统地研究了二维单层石墨烯、h-BN和石墨烯/h-BN异质结构的电子、声子以及热膨胀性质,计算了3种结构不同振动模式的格林奈森参数,讨论了引起这3种结构负热膨胀的振动模式.计算表明,由于垂直薄膜方向的热振动,石墨烯和h-BN在薄膜面内均具有较大的负热膨胀系数;它们形成的异质结构依靠弱的范德瓦尔斯相互作用结合在一起,这种层间弱相互作用对薄膜垂直方向的热振动产生影响,使得形成的异质结构的负膨胀系数介于石墨烯和h-BN之间.通过分析异质结构的振动模式,发现引起面内热收缩的ZA振动模式受到了层间范德瓦尔斯相互作用影响,导致异质结构的负热膨胀系数大于石墨烯而小于h-BN.研究表明,可以在实验中通过范德瓦尔斯相互作用来改变层状结构材料的负热膨胀性质,从而提高薄膜材料结构和电子性质的热稳定性.
关键词:
石墨烯
,
h-BN
,
负热膨胀
,
格林奈森参数
,
范德瓦尔斯相互作用
史可文
,
孙莹
,
邓司浩
,
王蕾
,
胡鹏伟
,
王聪
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.07
采用固相反应法成功制备了Mn3Zn1-xSnxN(x =0.05,0.1,0.15,0.2,0.3)系列化合物,研究了Sn替代Zn对Mn3Zn1-xSnxN化合物的热膨胀、熵变和电输运性能的影响.Mn3 ZnN化合物在磁相变温区以下具有低热膨胀行为,随着Sn掺杂量的增加,Mn3Zn1-xSnxN系列化合物的低膨胀温区(LTE)逐渐提高到室温以上.同时,低膨胀温区内的线膨胀系数逐渐升高.然而,Sn含量的增加对磁相变附近的负热膨胀行为未产生明显的影响.电阻测量结果表明Mn3Zn1-xSnxN化合物低温(50 K以下)电输运出现反常.随着Sn含量的增加,Mn3Zn1-xSnxN化合物在低温下出现的电阻率极小值现象逐渐减弱,最终在x=0.2处消失.拟合结果表明,该系列化合物中的电子-电子散射随掺杂量增加逐渐增强,出现明显的费米液体行为.由于丰富的低膨胀性能和独特的电输运性能,该化合物在功能材料领域将具有重要的研究价值和应用前景.
关键词:
负热膨胀
,
相变
,
电阻率
,
电子-电子散射
缪进进
,
刘佳琪
,
严学华
,
程晓农
中国材料进展
doi:10.7502/j.issn.1674-3962.2015.07.08
研究发现反钙钛矿锰氮化合物(Mn3AN)具有巨大的各向同性负热膨胀特性,并且其负热膨胀系数和负热膨胀温区可以调控,同时反钙钛矿锰氮化合物还呈现出磁致伸缩、磁容积效应、导热、导电及近零电阻温度系数等丰富的物理性能,因此该类材料受到了人们的高度关注.深入研究反钙钛矿锰氮化合物的结构、负热膨胀性能、负热膨胀机理及物理力学性能对认识该类材料的本质及潜在应用具有重要意义.从反钙钛矿锰氮化合物的材料体系、负热膨胀机理、物理力学特性等方面,着重阐述了反钙钛矿锰氮化合物负热膨胀材料的研究现状和进展,总结了反钙钛矿锰氮化合物负热膨胀材料目前存在的问题,并对其应用前景进行了分析和展望.
关键词:
反钙钛矿
,
锰氮化合物
,
负热膨胀
,
进展
林小辉
,
李来平
,
梁静
,
郑欣
,
喻吉良
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150520.001
为研究Ni基Y2W3O12复合材料的热学性能,首先,采用二次焙烧法制备了负膨胀材料Y2W3O12;然后,将Y2W3O12与金属Ni进行混合,并在1 200℃、50 MPa的条件下热压烧结制得40vol％Y2W3O12/Ni复合材料;最后,对复合材料的成分及热膨胀性能进行了研究.结果表明:在热压烧结过程中,由于Ni的还原性比W差,相对于对比试样40vol％ Y2W3O12/Cr复合材料中发生的复杂化学反应,40vol％Y2W3O12/Ni复合材料的两相之间并未发生反应,使40vol％ Y2W3O12/Ni复合材料保持了较低的热膨胀系数;经数次循环退火释放热应力及去除Y2W3O12相的结晶水后,40vol％ Y2W3O12/Ni复合材料在170～800℃温度范围内的热膨胀系数趋于稳定,约为3.4×10-6 K-1,与理论设计值4.0×10-6 K-1相近.
关键词:
复合材料
,
Y2W3O12
,
负膨胀
,
微观组织
,
热膨胀系数
张志萍
,
刘红飞
,
潘坤旻
,
陈小兵
,
曾祥华
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150219
采用脉冲激光沉积法制备了斜方相Sc2W3O12薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对Sc2W3O12靶材和Sc2W3O12薄膜组分、表面形貌和靶材断面形貌进行表征,研究衬底温度与氧分压对薄膜制备的影响.采用变温XRD和热机械分析仪(TMA)分析了Sc2W3O12陶瓷靶材和薄膜的负热膨胀特性.实验结果表明:经1000℃烧结6h得到结构致密的斜方相Sc2W3O12陶瓷靶材,其在室温到600℃的温度范围内平均热膨胀系数为-5.28×10-6 K-1.在室温到500℃衬底温度范围内脉冲激光沉积制备的Sc2W3O12薄膜均为非晶态,随着衬底温度的升高,薄膜表面光滑程度提高;随着沉积氧压强增大,表面平整性变差.非晶膜经1000℃退火处理7 min后得到斜方相Sc2W3O12多晶薄膜,在室温到600℃温度区间内,Sc2W3O12薄膜的平均热膨胀系数为-7.17×10-6 K-1.
关键词:
负热膨胀
,
薄膜
,
脉冲激光沉积
,
钨酸钪
居相文
,
吴日民
,
周亚洲
,
马双彪
,
杨娟
,
程晓农
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140357
以硝酸钪，钨酸铵等为原料，氧化石墨烯为表面活性剂，采用水热法制备了类十字架状 Sc2W3O12粉体。利用XRD、TG-DSC、Raman及SEM考察了加入氧化石墨烯对所合成产物结构和形貌的影响，采用TMA测试了所得Sc2W3O12粉体的热膨胀性质。分析表明：在200℃水热条件下，氧化石墨烯包裹在Sc2W3O12晶粒表面并抑制了原有某些晶面的增长，使晶粒逐渐长为棒状，进而纳米棒团聚成类十字架状，产物经620℃热处理10 min后得到纯净的Sc2W3O12粉体，其在室温～800℃均呈现出负热膨胀特性，且平均热膨胀系数为-4.75×10-6/K。
关键词:
氧化石墨烯
,
表面活性剂
,
Sc2W3O12
,
负热膨胀
