【摘 要】
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材料的热膨胀广泛存在而难以消除,在很多情况下会对材料的应用造成影响。负热膨胀或近零膨胀材料能够改善材料由于热膨胀而造成的影响。负热膨胀材料是随温度的升高而体积收
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材料的热膨胀广泛存在而难以消除,在很多情况下会对材料的应用造成影响。负热膨胀或近零膨胀材料能够改善材料由于热膨胀而造成的影响。负热膨胀材料是随温度的升高而体积收缩的一类材料。在负热膨胀材料中,Zr2WP2O12（ZWP）在293-873K内具有明显的负热膨胀特性,且具有优良的化学、热学稳定性,可以承受较大的压力,在较大的温度范围内无相变,因而受到了广泛的关注。将负热膨胀材料与正膨胀材料复合降低其热膨胀系数,改善其热膨胀性能是行之有效的一种方法。本文采用水热法制备出纳米负热膨胀ZWP粉末,利用冷压法烧结法制备了ZWP及ZWP/Al2O3复合材料;采用放电等离子体烧结（SPS）方法制备ZWP/FeNi复合材料。使用XRD、SEM、热分析仪、维氏硬度仪、阻抗测试仪、热膨胀测试仪等方法或仪器对制备的ZWP及其复合材料进行性能测试和表征,研究了不同百分含量ZWP对FeNi及Al2O3复合材料性能的影响及规律。研究结果如下:1.采用水热法制备了纳米ZWP粉末,优化了制备工艺并研究了其热学和电学性能。优化后的工艺参数为:PH=79,保温温度为303K,反应时间为48h,烧结温度为1173K,保温4h;2.采用SPS方法制备了不同百分含量ZWP的FeNi复合材料,随着ZWP含量的增加,复合材料的膨胀系数降低,硬度明显提高,当复合材料中ZWP百分含量为30%时,硬度提高116%;3、采用冷压烧结的方法制备了不同百分含量ZWP的Al2O3复合材料,随着ZWP百分含量增加,复合材料的膨胀系数降低和介电常数降低,介电损耗无明显变化。平均线膨胀系数在293-873K从7.78×l0-6K-1减小到4.80×l0-6K-1。
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