a2m3o12系列纳米粉体及陶瓷的合成与性能研究.doc
约36页DOC格式手机打开展开
a2m3o12系列纳米粉体及陶瓷的合成与性能研究,a2m3o12系列纳米粉体及陶瓷的合成与性能研究synthesis and properties of a2m3o12 nano-powders and ceramics1.45万字36页原创作品，已通过查重系统目录第一章 绪论11.1 引言11.2 负热膨胀材料21.3 负热膨胀纳米粒子的机理21.3.1 相变机理2...
内容介绍
此文档由会员 已隔万里 发布
A2M3O12系列纳米粉体及陶瓷的合成与性能研究
Synthesis and properties of A2M3O12 nano-powders and ceramics
1.45万字 36页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 负热膨胀材料 2
1.3 负热膨胀纳米粒子的机理 2
1.3.1 相变机理 2
1.3.2 桥氧原子的低能横向热振动收缩机理 3
1.3.3 刚性多面体的旋转耦合模型 4
1.4 负热膨胀材料发展概况 5
1.5 属立方晶系的新型负热膨胀材料 6
1.5.1 AM2O7系材料 6
1.5.2 AM2O8系材料 6
1.5.3 A2M3O12系材料 7
1.6 选题的目的、意义及主要研究内容 8
1.6.1 选题的目的及意义 8
1.6.2 本课题主要研究的内容 9
第二章 Sc2-xPrxW3O12的固相法合成与热膨胀性能的研究 10
2.1 引言 10
2.2 实验部分 10
2.2.1 固相法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料 10
2.2.1.1 试剂 10
2.2.1.2 固相法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料的制备 10
2.2.3 样品的测试与表征 11
2.3 结果与分析 12
2.3.1产物物相分析 12
2.3.2块体产物断面形貌分析 13
2.3.3 产物热膨胀性能分析 14
2.3.3.1 热膨胀性能研究方法 14
2.3.3.2 实验数据分析 14
2.4 本章小结 18
第三章 Sc2-xPrxW3O12的sol-gel法合成与热膨胀性能的研究 20
3.1引言 20
3.2 实验部分 20
3.2.2 sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料 20
3.2.2.1 试剂 20
3.2.2.2 sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料的制备 20
3.2.3 样品的测试与表征 21
3.3 结果与分析 22
3.3.1 产物物相分析 22
3.3.2 产物热膨胀性能分析 24
3.3.2.1 热膨胀性能研究方法 24
3.3.2.2 实验数据分析 24
2.4 本章小结 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
摘要：A2M3O12系列材料有着独特的各向异性的负热膨胀（negative thermal expansion NTE）性能，其成分灵活多变。因此可以通过不同的元素替代与掺杂调控材料的整体热膨胀系数，从而实现人为控制材料的热膨胀性能。因此，发展该系负热膨胀材料的研究有重要的意义。本文采用固相法制备了Sc2W3O12，Sc1.8Pr0.2W3O12，Sc1.6Pr0.4W3O12等NTE材料，还采用sol-gel制备了Sc2W3O12，Sc1.8Pr0.2W3O12，Sc1.6Pr0.4W3O12等NTE材料。并对其进行了晶体结构和热膨胀性能的研究。主要结论如下：(1)采用固相法和sol-gel法能够合成出Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体，sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体的烧结温度较低；(2) 当Pr3+离子与Sc3+离子相互取代时，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比大于1时，材料的晶体结构和Sc2W3O12的晶体结构相似；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比在0.2:1.8，0.4:1.6，0.6:1.4时，材料的晶体结构和Pr2W3O12的晶体结构相似；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比在0.8:1.2时，由于Sc在Pr2W3O12中固溶度达到极限，所以材料的晶体结构与Pr2W3O12的晶体结构不同；(3)当Pr3+离子与Sc3+离子相互取代时，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比大于1时，块体的表面形貌呈现大而不规则的穿晶断裂，无大孔；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比小于1时，块体的表面形貌呈现出孔隙较多，晶粒较小；(4)合成的材料具有良好的负热膨胀性能；(5)无论是采用固相法还是sol-gel发合成Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体，当Pr3+取代Sc3+，随Pr3+离子的量增加，材料的热膨胀系数逐渐增大，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比为1是分界点，两边的热膨胀性相反；(6)采用sol-gel法合成的样品经过XRD、热膨胀仪的分析发现与固相法合成的样品相似；
关键词：A2M3O12 固相法 sol-gel法 离子掺杂 晶体结构 热膨胀性能
Synthesis and properties of A2M3O12 nano-powders and ceramics
1.45万字 36页 原创作品，已通过查重系统
目 录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 负热膨胀材料 2
1.3 负热膨胀纳米粒子的机理 2
1.3.1 相变机理 2
1.3.2 桥氧原子的低能横向热振动收缩机理 3
1.3.3 刚性多面体的旋转耦合模型 4
1.4 负热膨胀材料发展概况 5
1.5 属立方晶系的新型负热膨胀材料 6
1.5.1 AM2O7系材料 6
1.5.2 AM2O8系材料 6
1.5.3 A2M3O12系材料 7
1.6 选题的目的、意义及主要研究内容 8
1.6.1 选题的目的及意义 8
1.6.2 本课题主要研究的内容 9
第二章 Sc2-xPrxW3O12的固相法合成与热膨胀性能的研究 10
2.1 引言 10
2.2 实验部分 10
2.2.1 固相法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料 10
2.2.1.1 试剂 10
2.2.1.2 固相法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料的制备 10
2.2.3 样品的测试与表征 11
2.3 结果与分析 12
2.3.1产物物相分析 12
2.3.2块体产物断面形貌分析 13
2.3.3 产物热膨胀性能分析 14
2.3.3.1 热膨胀性能研究方法 14
2.3.3.2 实验数据分析 14
2.4 本章小结 18
第三章 Sc2-xPrxW3O12的sol-gel法合成与热膨胀性能的研究 20
3.1引言 20
3.2 实验部分 20
3.2.2 sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料 20
3.2.2.1 试剂 20
3.2.2.2 sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系NTE材料的制备 20
3.2.3 样品的测试与表征 21
3.3 结果与分析 22
3.3.1 产物物相分析 22
3.3.2 产物热膨胀性能分析 24
3.3.2.1 热膨胀性能研究方法 24
3.3.2.2 实验数据分析 24
2.4 本章小结 26
结论 28
致谢 29
参考文献 30
摘要：A2M3O12系列材料有着独特的各向异性的负热膨胀（negative thermal expansion NTE）性能，其成分灵活多变。因此可以通过不同的元素替代与掺杂调控材料的整体热膨胀系数，从而实现人为控制材料的热膨胀性能。因此，发展该系负热膨胀材料的研究有重要的意义。本文采用固相法制备了Sc2W3O12，Sc1.8Pr0.2W3O12，Sc1.6Pr0.4W3O12等NTE材料，还采用sol-gel制备了Sc2W3O12，Sc1.8Pr0.2W3O12，Sc1.6Pr0.4W3O12等NTE材料。并对其进行了晶体结构和热膨胀性能的研究。主要结论如下：(1)采用固相法和sol-gel法能够合成出Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体，sol-gel法合成Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体的烧结温度较低；(2) 当Pr3+离子与Sc3+离子相互取代时，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比大于1时，材料的晶体结构和Sc2W3O12的晶体结构相似；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比在0.2:1.8，0.4:1.6，0.6:1.4时，材料的晶体结构和Pr2W3O12的晶体结构相似；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比在0.8:1.2时，由于Sc在Pr2W3O12中固溶度达到极限，所以材料的晶体结构与Pr2W3O12的晶体结构不同；(3)当Pr3+离子与Sc3+离子相互取代时，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比大于1时，块体的表面形貌呈现大而不规则的穿晶断裂，无大孔；当Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比小于1时，块体的表面形貌呈现出孔隙较多，晶粒较小；(4)合成的材料具有良好的负热膨胀性能；(5)无论是采用固相法还是sol-gel发合成Sc2-xPrxW3O12系列NTE粉体，当Pr3+取代Sc3+，随Pr3+离子的量增加，材料的热膨胀系数逐渐增大，Sc3+离子和Pr3+离子的原子量比为1是分界点，两边的热膨胀性相反；(6)采用sol-gel法合成的样品经过XRD、热膨胀仪的分析发现与固相法合成的样品相似；
关键词：A2M3O12 固相法 sol-gel法 离子掺杂 晶体结构 热膨胀性能
