Sc_2W_3O_(12)薄膜制备及其负热膨胀性能

采用脉冲激光沉积法制备了斜方相Sc_2W_3O_(12)薄膜。利用X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(FESEM)对Sc_2W_3O_(12)靶材和Sc_2W_3O_(12)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Sc_2W_3O_(12)陶瓷靶材和薄膜的负热膨胀特性。实验结果表明:经1000℃烧结6 h得到结构致密的斜方相Sc_2W_3O_(12)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Sc_2W_3O_(12)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Sc_2W_3O_(12)多晶薄膜,在室温到600℃温度区间内,Sc_2W_3O_(12)薄膜的平均热膨胀系数为–7.17×10-6 K-1。

Sc2W3O12的低温制备及其负热膨胀性能研究

采用化学共沉淀法低温制备了Sc2W3O12粉体。利用综合热分析仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、能谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)分析了制备样品的物相组成、晶体结构和微观形貌;利用变温X射线衍射仪研究了样品的负热膨胀性能。研究结果表明,在溶液pH=7左右时,共沉淀合成的前驱体经200℃烘干后制备得到斜方相Sc2W3O12粉体,实现低温制备,具有较高的纯度,在25~500℃温度范围内,表现出各向异性的负热膨胀特性,其沿a,b和c轴的热膨胀系数分别为s-8.21×10^-6℃^-1,1.13×10^-6℃^-1和-6.05×10^-6℃^-1,本征热膨胀系数αV=-13.12×10^-6℃^-1,线性热膨胀系数αl=-4.37×10^-6℃^-1(αv=3αl)。