ZrW_(2)O_(8)-Cf/E51低/负热膨胀复合材料制备及超声时间对其热膨胀和力学性能的影响

为了制备低膨胀、高强、轻质复合材料,采用模压法制备了ZrW_(2)O_(8)-Cf/E51复合材料,并研究了超声时间对其微观组织、热膨胀行为和极限抗拉强度的影响。结果表明:在制备过程中颗粒团聚后容易受到纤维单丝阻挡并在纤维束表面聚集。在20 min之内,延长超声时间会减少ZrW_(2)O_(8)颗粒团聚。随着颗粒团聚的减少,复合材料断口会由平面状、无纤维拔出变为台阶状、有纤维拔出。在碳纤维和ZrW_(2)O_(8)颗粒的综合作用下,ZrW_(2)O_(8)-Cf/E51复合材料在热膨胀过程中膨胀量dL/L0会出现增大、减小和缓慢上升三个阶段,平均热膨胀系数也会出现相应的三个阶段。超声时间从5 min延长到20 min,ZrW_(2)O_(8)-Cf/E51复合材料的平均热膨胀系数降低了约130%,极限抗拉强度提高了约8%。

负热膨胀材料对微米硅负极的改性研究

通过溶胶-凝胶法和高温固相法,将负热膨胀材料ZrV_(2)O_(7)包覆在硅微粉表面。结果表明:负热膨胀材料ZrV_(2)O_(7)能有效地改善界面稳定性,提升循环性能。当与碳材料进一步结合,构建C-ZrV_(2)O_(7)复合包覆层时,发现负热膨胀材料和碳具有协同作用。C-ZrV_(2)O_(7)包覆层在循环过程中与硅结合得更紧密,从而有效地抑制了硅负极与电解液的反应。改性后的材料有更高的可逆比容量和循环稳定性,在0.1C的放电倍率下,循环120周后放电比容量仍能稳定在500mAh/g以上,接近于纳米硅材料,显示出一定的工业应用价值。

复合氧化物负热膨胀材料研究进展

在总结和分析负热膨胀材料的发展历史和近10年来的主要研究成果的基础上,简要介绍了几种具有异常的热膨胀行为的新材料的负热膨胀性能,并对负热膨胀机理作了探讨,总结了负热膨胀材料的结构特点,并对其应用前景和发展趋势进行了预测。

燃烧法合成高纯度负热膨胀材料ZrW_2O_8粉体

采用燃烧法在较低温度下成功合成了各向同性的负热膨胀材料ZrW2O8粉体。用X射线衍射、扫描电镜、红外光谱综合分析和研究了反应过程中炉温、硼酸和尿素含量、W6+与Zr4+的摩尔比对合成ZrW2O8纯度的影响。结果表明:燃烧法可以合成高纯度、粒径为0.5μm的ZrW2O8粉体。燃烧法合成高纯ZrW2O8的最佳条件是:炉温为500℃,硼酸的摩尔分数为10%,(NH2)2CO与(NH4)5H5[H2(WO4)6]·H2O+ZrOCl2·8H2O的质量比为2:1,(NH4)5H5[H2(WO4)6]·H2O与ZrOCl2·8H2O的摩尔比为1:3.2。所合成的ZrW2O8在50～700℃之间的线膨胀系数α=-5.08×10-6/℃,其线膨胀系数与温度的关系符合方程dL/L0=-1.4×10-2-4.5×10-4T(50℃≤T≤700℃)。

负热膨胀材料研究进展

本文介绍了负热膨胀材料的制备技术、结构、性能、应用及热缩机理研究的主要进展。分析了负热膨胀材料合成及其应用中存在的主要问题,讨论了刚性单元模模型及其局限性,给出了热缩机理理论和实验特别是第一性原理声子谱计算和拉曼光谱研究的最新进展、存在问题及发展趋势。指出了负热膨胀材料研究中应重点解决的一些重要问题。

负热膨胀化合物材料ZrW_2O_8的机理与制备技术

以ZrW2O8为典例,介绍了新型功能材料———负热膨胀材料的最新研究进展;列举了几种负热膨胀材料的物理性质和热力学参量;叙述了ZrW2O8的α相、β相和γ相之间的转变关系和过程;介绍了该类新材料的负热膨胀机理及刚性单元模式和受抑软性模式两种理论模型;系统探讨了该类材料的固相合成和液相合成技术,对比分析了各自的特点与存在的不足。

负热膨胀材料ZrW_2O_8及其复合材料研究进展

ZrW2O8是一种优良的各向同性负热膨胀材料。本文对ZrW2O8的晶体结构、负热膨胀特性和制备方法作了简要介绍,着重论述了以Cu/ZrW2O8、ZrO2/ZrW2O8和聚酰亚胺(Polyimide)/ZrW2O8为代表的ZrW2O8复合材料的研究现状。

“负热膨胀”氧化物材料ZrW_2O_8的研究现状

在0.5～1050K温度区间,ZrW2O8具有强烈的各向同性“负热膨胀”(NTE)效应,其负热膨胀可由骨架结构中存在低能刚性单元模型(RUMs)来解释.本文综述了近几年来对ZrW2O8负热膨胀特性及其负热膨胀机理的研究,并对其相变及相变机制做了综述.

新型“负热膨胀”氧化物材料

综述了近年来新发现的新型负热膨胀氧化物材料 AM_2O_8,AM_2O_7,A_2(MO_4)_3及其负热膨胀机理,并对其潜在的应用作了简单评述。

负泊松比负热膨胀超材料微结构拓扑优化设计

提出一种拓扑优化设计方法,用于设计同时具有负泊松比和负热膨胀系数的超材料.超材料是人工设计的复合材料,由微米或纳米结构的周期性阵列组成,并具有天然材料难以具备的超常物理性质.基于拓扑优化理论,建立了一个表示多材料微观结构的多相边界的水平集模型,并采用数值均匀化方法来计算微观结构的等效性能,然后通过参数化水平集优化方法实现边界形状的演变和拓扑结构的设计.通过两个数值算例,给出超材料微结构材料分布的优化结果,证明了设计方法的可行性,为实现具备特殊性能的人工材料设计提供了一套系统的设计方法.

新型负热膨胀材料的研究

介绍了近几年负热膨胀材料的研究成果及其主要发展,分析了此类材料的负热膨胀性能、结构特点、制备技术、应用中存在的主要问题及发展趋势,探讨了负热膨胀材料在今后研究中所面临的问题。

负热膨胀材料的研究现状及展望

概述了负热膨胀材料的发展历程及国内外研究进展和发展方向,介绍目前所发现的负热膨胀材料的种类及结构特征,整理归纳国内外对负热膨胀的微观机理的认识,综述制备负热膨胀材料的传统工艺和新工艺方法,并主要介绍近年来对负热膨胀材料机理的新认识和主要研究成果,探讨负热膨胀材料研究所面临的问题和潜在的应用价值。

负热膨胀材料的研究与应用进展

总结近年来国内外文献,介绍了负热膨胀材料的定义、分类标准,归纳了具有代表性的负热膨胀材料的几大系列,以ZrW2O8为例介绍了负热膨胀材料的几种常用的合成方法以及影响热膨胀系数的因素,指出了负热膨胀材料潜在的应用领域,并对负热膨胀材料的发展趋势和应用前景进行了预测.

氧化物材料负热膨胀机理

氧化物的负热膨胀性（ＮＴＥ）是由于在其开放式的骨架结构中，有二配位的桥氧键产生横向热运动，以及引起的多面体热摆动和耦合作用使非键合Ｍ－Ｍ１键距变短，导致单胞体积缩小；各向同性ＮＴＥ氧化物在复合材料及其相关技术领域具有更广泛的应用价值．

一种负热膨胀性材料的物相结构分析

用高温固相反应法制备了一种负热膨胀性材料 ,经X射线衍射分析证明为单一物相ZrW2 O8,进而确定了ZrW2 O8为简单立方晶系 .精化的晶胞参数a =0 .92 2 0 0nm ,计算了单位晶胞中含有的ZrW2 O8分子数目Z =4以及平均晶粒尺寸D =79nm、单位晶胞体积V =0 .78378nm3和比表面积S =1.4 9× 10 5cm2 /

基于负热膨胀材料的光纤光栅波长参考器件研究

光纤传感及解调是近年来迅速发展起来的新型计量测试技术之一,而波长参考器件是基于F-P原理解调仪表中不可或缺的一个重要组成部分,在解调数据的差值计算中起着标准的作用。本文主要介绍了基于负热膨胀材料钨酸锆制作光纤光栅热稳定性波长参考器件的特性,介绍负热膨胀材料波长参考器件的工作原理,针对温度变化需求对其在整套仪表中的应用进行了实验分析。

负热膨胀材料在机床热误差补偿中的应用

金属材料的热胀冷缩性是机床热误差的根本来源。传统热误差补偿方法是根据机床实时温度,预测误差的产生时间和大小,控制刀刃的走位进行补偿,该补偿方法存在时间延迟性等缺陷。设想使用负热膨胀材料作为刀架材料,把回归法得到的机床-工件位置误差与有限元分析得到的刀具负变形联立,减小加工误差,为机床热误差补偿方法提供一种新的途径。

负热膨胀材料研究进展

概述负热膨胀材料的发展历程及近年的主要研究成果,介绍负热膨胀的微观机理,分析几种典型负热膨胀材料的特点,展望新型锰氮化物负热膨胀材料的应用前景,探讨负热膨胀材料研究所面临的问题。

负热膨胀材料ZrV_2O_7与金属Al的复合行为及特性

利用湿化学法制备先驱体-煅烧合成制备钒酸锆-ZrV2O7的新技术,采用粉末冶金方法,研究了ZrV2O7与金属Al两类不同材料的复合行为及其热膨胀特性.X射线衍射结果表明:利用上述技术合成的ZrV2O7纯度高,杂质含量极少.采用合成的ZrV2O7粉体与金属Al粉末混合,按不同成形-烧结工艺制备ZrV2O7与金属Al的复合材料试样,经扫描电子显微组织分析、微区电子探针能谱成分分析及X射线衍射分析发现,在一定烧结温度范围内,ZrV2O7与金属Al(无论是固态还是熔融态)均表现出了良好的烧结性与浸渍性,但在烧结温度下在ZrV2O7与金属Al之间存在Al对Zr的置换反应,且随温度升高而加剧.用热膨胀仪分别对合成的ZrV2O7及其与金属Al烧结而成的复合材料进行热膨胀特性测试,结果表明:ZrV2O7在400～680 K的温度区间具有很强的负膨胀特性;其与金属Al的复合材料虽然仍具有正的热膨胀特性,但其膨胀率较金属Al低得多.

立方A^(4+)M_2^(5+)O_7型化合物与新型负热膨胀材料

概述了立方A^(4+)M_2^(5+)O_7型化合物的结构特点,讨论了AV_(2-x)P_xO_7型(A=Zr或Hf;x=0.1～1.9)及其部分取代的A_(1-Y)^(4+)B_Y^(4+)V_(2-x)P_xO_7型(B-Ti、Ce、Th、U、Mo、Pt、Pb、Sn、Ge或S_1;y=0.1～0.4)和A_(1-Y)^(4+)C_Y^(1+)D_Y^(3+)V_(2-x)P_xO_7型(C为碱金属元素,D为稀土金属元素)材料的负热膨胀性能。