负热膨胀材料制备的进展

1、LogoLogo负热负热膨膨胀胀材料材料制备制备的的进进展展Logo 使用水热法制备ZrW2O8粉体材料 主要内容主要内容1 以ZrW2O7(OH)2与ZrOCl2为原料，利用溶胶凝胶法制备复合材料3 使用溶胶凝胶法制备Zr2P2WO12 4 使用溶胶凝胶法制备ZrW2O8粉体材料2Logo工作一工作一 配置0.08M的ZrOCl2和0.10M的钨酸钠溶液，与7M的盐酸混合，反应釜中130加热 配制0.08M的ZrO(NO3)2和0.10M的钨酸钠溶液，与7M的硝酸混合，反应釜中130加热01020304050607080900100200300400500600700800210203040

2、50600200400600800100012001400160018002 上面是上面是XRD分析图，分别对应两组实验，分析分析图，分别对应两组实验，分析指出粉体为纯度很高的指出粉体为纯度很高的ZrW2O7(OH)2。从图从图像上可以明显的看出，两组实验的像上可以明显的看出，两组实验的XRD图峰值图峰值相对强度有很大的差别，两组实验的条件只区相对强度有很大的差别，两组实验的条件只区别在反应过程中阴离子的类别上，按照水热法别在反应过程中阴离子的类别上，按照水热法的原理，其过程属于刻蚀与再结晶的动态平衡的原理，其过程属于刻蚀与再结晶的动态平衡，不同的阴离子对晶面的刻蚀程度不同，这就，不同的阴离子

3、对晶面的刻蚀程度不同，这就导致了导致了XRD图谱中峰值相对强度的差别，而且图谱中峰值相对强度的差别，而且这种差别也会反应在所得粉体的形貌上，结果这种差别也会反应在所得粉体的形貌上，结果如以下如以下SEM图所示。图所示。工作二工作二v 分别将分别将4mmol和和0.67mmol的的ZrOCl2和H42N10O42W12添加10ml去离子水配制溶液。按照一定得物质量比Zr：CA将柠檬酸添加到ZrOCl2中配制溶液 Zr：CA=1：4 Zr：CA=1：5 Zr：CA=1：6v 将0.24g的PVP添加到混合后的含Zr和W的溶胶中，PVP将起到交联剂的作用。v 调节不同的PH后干燥并在600下煅烧6h

4、。102030405060708090050100150200250300350C10203040506070800102030405060B1020304050607080050100150200250A 以上分别对应以上分别对应A，B，C三组实验的三组实验的XRD图。图。A，C的样品有明显的氧化钨峰出现，可能是的样品有明显的氧化钨峰出现，可能是Zr和和W迁移速率比较大，或保温时间过长。而且迁移速率比较大，或保温时间过长。而且可以看出，样品衍射峰相对强度较低，说明样可以看出，样品衍射峰相对强度较低，说明样品的结晶比较差，特别是实验组品的结晶比较差，特别是实验组B的样品，几的样品，几乎是无定型

5、态，这就要求要对样品进行退火处乎是无定型态，这就要求要对样品进行退火处理以改善结晶情况。实验组理以改善结晶情况。实验组B的数据说明，与的数据说明，与A，C相比，金属原子相比，金属原子Zr和和W更加难以迁移，导更加难以迁移，导致了其结晶情况为最差，但可能更加有利于亚致了其结晶情况为最差，但可能更加有利于亚稳相材料的合成，下面的工作将会继续探究合稳相材料的合成，下面的工作将会继续探究合成温度和退火工艺对制备钨酸锆粉体的影响。成温度和退火工艺对制备钨酸锆粉体的影响。20040060080010001200020004000600080001000012000140001600018000C 结合文献

6、分析所得到的拉曼图谱，发现图中最结合文献分析所得到的拉曼图谱，发现图中最强的两个峰是属于强的两个峰是属于W-O的不对称振动峰，在的不对称振动峰，在1000cm-1处并未发现处并未发现W-O的对称振动峰，说的对称振动峰，说明并未形成对称的明并未形成对称的W-O多面体。而且在拉曼图多面体。而且在拉曼图中并未发现中并未发现ZrO2的峰出现，可能是样品未完全的峰出现，可能是样品未完全分解。下面的工作将尝试其他的络合剂或螯合分解。下面的工作将尝试其他的络合剂或螯合剂以期降低样品的完全分解温度。剂以期降低样品的完全分解温度。 工作三工作三 用水热法合成前驱体用水热法合成前驱体ZrW2O7(OH)2，按照物

7、，按照物质的量比质的量比1:1添加柠檬酸，配置成溶液添加柠檬酸，配置成溶液 按照按照1:2的物质量比添加的物质量比添加ZrOCl2，混合配置成溶胶，调节PH使之呈无色透明状 80下干燥，得到凝胶并在650下煅烧。20040060080010001200100001500020000250003000035000400004500050000Raman 上图为所测得的拉曼图谱，通过峰值分析可知上图为所测得的拉曼图谱，通过峰值分析可知，几个主要的峰值对应于，几个主要的峰值对应于ZrW2O8，但并未发，但并未发现现ZrO2，分析可知，前驱体，分析可知，前驱体ZrW2O7(OH)2已完全转化为已完全转

8、化为ZrW2O8，未出现，未出现ZrO2峰可能是峰可能是由于柠檬酸未完全分解导致，下面准备提高烧由于柠檬酸未完全分解导致，下面准备提高烧结的温度，尝试其他螯合剂。结的温度，尝试其他螯合剂。工作四工作四 按照物质量比，分别配置按照物质量比，分别配置ZrOCl2，NH4H2PO4，钨酸铵的溶液。，钨酸铵的溶液。 按照按照Zr：CA=1：6的量向的量向ZrOCl2溶液中添加柠溶液中添加柠檬酸檬酸 混合以上三种溶液，调节混合以上三种溶液，调节PH使溶液澄清（使溶液澄清（ PH2溶液始终澄清）溶液始终澄清） 制备制备PH分别为分别为2，5，7，9的样品，并在的样品，并在80下干燥下干燥 750下煅烧下煅

9、烧6h遇到的难题与下一步的计划遇到的难题与下一步的计划遇到的难题遇到的难题如何在较低温度下完全分解溶胶凝胶法中添加如何在较低温度下完全分解溶胶凝胶法中添加的柠檬酸，使的柠檬酸，使Zr和和W在合成过程中有足够短的在合成过程中有足够短的迁移路程，抑制稳定相的迁移路程，抑制稳定相的WO3生成。生成。工作二中发现，工作二中发现，A，B，C组实验的拉曼图谱中组实验的拉曼图谱中均未出现与均未出现与ZrO2相关的峰，但是相关的峰，但是XRD图谱中图谱中有强烈的有强烈的WO3峰，这说明产物并非单纯是峰，这说明产物并非单纯是WO3和和ZrO2的混合，还需要进一步分析。的混合，还需要进一步分析。复合材料的种类选择范围比较窄。复合材料的种类选择范围比较窄。下一步的计划下一步的计划准备使用具有氧化性的准备使用具有氧化性的Zr(NO3)4替代替代ZrOCl2，使用，使用具有比较强氧化性的金属氧化物作为复具有比较强氧化性的金属氧化物作为复合材料的选择，测试是否能低温下完全分解柠合材料的选择，测试是否能低温下完全分解柠檬酸。檬酸。针对溶胶凝胶法得到产物结晶比较差的结果，针对