一种负热膨胀材料ＴａＶＯ５及其制备方法技术

一种负热膨胀材料ＴａＶＯ５是将分析纯的Ｖ２Ｏ５与Ｔａ２Ｏ５按摩尔比０．５２∶０．４８～０．６∶０．４混合，采用固相法合成。该负热膨胀材料ＴａＶＯ５的制备方法是选取分析纯的Ｖ２Ｏ５与Ｔａ２Ｏ５为原料，将Ｖ２Ｏ５和Ｔａ２Ｏ５按摩尔比混合，在乙醇溶液中球磨１～２４小时使其充分混匀。得到的粉末干燥后在７５０℃～８５０℃范围内保温２～１０小时。降温冷却后压制成片，再在７５０℃～８５０℃范围内保温１０～４８小时。冷却后即可得到纯的具有负热膨胀性能的ＴａＶＯ５，在室温至８００℃的温度范围内，本征体膨胀系数为－１．２２×１０－５；在室温至６００℃温度范围内，表观线膨胀系数α＝－３．７２×１０－６，并具有良好的可重复性。该材料具有负热膨胀温度范围大，制备简单，无需大规模设备等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无机非金属材料领域，涉及一种能够在室温至80(TC范围内具有负热膨胀特性的材料TaV05。
技术介绍
负热膨胀材料具有很高的研究与实际应用价值，随着温度的升高这类材料的体积呈负膨胀特性。将这类材料与其它正膨胀材料复合，可制备出具有零膨胀特性或热膨胀系数可调节的材料，广泛应用于从日用品到航空航天等领域。 目前，很多材料被报道具有负膨胀性能，如立方的负热膨胀材料ZrW208，负膨胀系数为_8. 7X10—l—1 ;正交结构的Sc2(W04)3 ;负膨胀系数为_6. 5X10—l—1 ;铜铁矿结构的CuLa(^也是具有负膨胀行为的材料，平均负膨胀系数为-6.4X10—I—1 ;反钙钛矿结构的负热膨胀材料Mn (Cu。.5Ge。.5) N，负膨胀系数为-16 X 10—l—1 。然而，如文献[1] C. N. Chu， N. Sara，N. P. Suh. Journal of Engineering Materials and Technology. 1986，108，275-277.;[2]T.G.Amos， A. W. Sleight. Journal of Solid StateChemistry. 2001 ， 160， 230-238.;[3]T.G.Amos， A. Yokochi， A. W. Sleight. Journal of Solid State Chemistry. 1998， 14，303-307.中报道的，具有负热膨胀特性的材料仍然很少，同时这些报道的材料多存在制备工艺条件复杂等不足。所以，通过一种简单的制备方式，获取具有较宽负热膨胀温度范围的材料，具有更高的开发利用价值。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种在较宽温度范围内具有负热膨胀特性的材料TaV05及其制备方法。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现 本专利技术提出 一 种负热膨胀材料TaV05 ，是将分析纯的V205与Ta205按摩尔比0.52 : 0. 48 0. 6 : 0. 4混合，采用固相法合成TaV0s。 所述负热膨胀材料TaV05在室温至800°C的温度范围内，膨胀系数为_1. 22 X 10—5 ;在室温至60(TC温度范围内，表观线膨胀系数a =-3.72X10—C—、具有较强的可重复性。 本专利技术的另一个目的还在于提供一种所述负热膨胀材料TaV05的制备方法，其具体制备步骤如下 (1)选取分析纯的V205与Ta205为原料，将V205和Ta205按摩尔比0.52 : 0. 48 0. 6 : 0. 4混合，在乙醇溶液中球磨5 8小时使其充分混匀。 (2)将上述得到的粉末干燥后在750°C 85(TC范围内保温2 10小时，降温冷却后压制成片，再在750°C 85(TC范围内保温10 48小时，冷却后即可得到纯的具有负热膨胀性能的TaV(V 本专利技术以分析纯的V205与Ta205为原料，由于V205在700°C以上有少量挥发，应将V兆少许过量。 本专利技术的优点在于 1.本专利技术所述负热膨胀材料TaV05具有较高的可重复性，负热膨胀温度范围大。 2.本专利技术所述的制备方法具有在限定的温度范围内稳定不分解的特点，制备简单，无需大规模设备。附图说明 图1是按摩尔比0. 52 : 0. 48制备的TaV05的X射线衍射图谱； 图2是按摩尔比0.55 : 0.45制备的TaV05的X射线衍射图谱； 图3是TaV05的本征热膨胀的单胞体积与温度的关系； 图4是TaV05的表观线膨胀与温度的关系。具体实施方式 实施例1称取3. 0838克乂205和6. 9162克1&205，使其摩尔比乂205 : Ta205 = 0. 52 : 0.48，在乙醇溶液中球磨1小时使其混匀。得到的粉末干燥后，以5°C /min的升温速率升温至80(TC，保温3小时。降温冷却后，于50kN的压力下压制成片，再以5°C /min的升温速率升温至80(TC，保温煅烧24小时。冷却后即可得到纯的具有负热膨胀性能的TaV05。 实施例1制备得到的TaV05的物相分析见图1所示，图1表明按摩尔比V205 : Ta205=0.52 : 0. 48可制备出纯的TaV0s化合物。 实施例2: 称取1. 6735克V205和3. 3266克Ta205，使其摩尔比V205 : Ta205 = 0. 55 : 0. 45，在乙醇溶液中球磨1小时使其混匀。得到的粉末干燥后，以5°C /min的升温速率升温至80(TC，保温3小时。降温冷却后，于50kN的压力下压制成片，再以5°C /min的升温速率升温至80(TC，保温煅烧24小时。冷却后也可得到纯的具有负热膨胀性能的TaV05。 实施例2制备得到的TaV05的物相分析见图2所示，图2表明，按摩尔比V205 : Ta205 = 0. 55 : 0. 45也可制备出纯的TaV05化合物。 实施例3 : 称取3克实施例1获得的TaV05粉末样品，于50kN的压力下压制成28mmX5mmX3mm的条状，放置于瓷舟中，于820。C保温24h，即可获得致密的TaV05条状材料。 实施例3所得的TaV05条状材料的表观线膨胀与温度的关系曲线见图3所示，图3所示是单胞参数与温度的变化关系，图中TaV05的单胞体积随温度的升高而减小，具有负热膨胀性能，在室温至80(TC的温度范围内，本征体膨胀系数为-1. 22X10—5°C —、图4是TaV05的表观线膨胀与温度的关系，表明该材料在宏观也具有良好的负热膨胀性能，在室温至60(TC温度范围内，表观线膨胀系数a =-3.72X10—C—、并具有良好的可重复性，具有良好的应用前景。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负热膨胀材料ＴａＶＯ↓［５］，其特征在于，所述负热膨胀材料ＴａＶＯ↓［５］是将分析纯的Ｖ↓［２］Ｏ↓［５］与Ｔａ↓［２］Ｏ↓［５］按摩尔比０．５２∶０．４８～０．６∶０．４混合，采用固相法合成。

【技术特征摘要】
一种负热膨胀材料TaVO5，其特征在于，所述负热膨胀材料TaVO5是将分析纯的V2O5与Ta2O5按摩尔比0.52∶0.48～0.6∶0.4混合，采用固相法合成。2. 根据权利要求1所述的一种负热膨胀材料TaV05，其特征在于，所述负热膨胀材料TaV05在室温至800°C的温度范围内，膨胀系数为_1. 22 X 10—5 ;在室温至60(TC温度范围内，表观线膨胀系数a =-3.72X10—6，具有较强的可重复性。3. 根据权利要求1所述的一种负热膨胀材料TaV05，其特征在于，所述分析纯的...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢献然，王小伟，邓金侠，陈骏，王金蕊，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]