金屬基鎢酸鋯材料

熱脹冷縮是我們常見的物理現象，然而，卻有一些不按常理出牌的材料，表現出相反的熱縮冷脹現象，人們將這類材料稱為負熱膨脹材料，鎢酸鋯就是負膨脹材料的一種。

研究顯示，鎢酸鋯ZrW₂O₈在溫度區間0.3～1050.0K的整個範圍內都具有穩定的負熱膨脹性能，負熱膨脹係數α能達到-9×10^-6K^-1，並且為各向同性的，因此，鎢酸鋯既可以單獨作為熱收縮材料使用，也可以與其他材料混合抱團組成複合材料。

金屬鎢酸鋯是利用粉末治金法原理，在金屬中添加鎢酸鋯的複合材料。由於金屬具有優良的導電、導熱性能，鎢酸鋯與金屬複合可使複合材料既具有低熱膨脹特性又具備金屬的優良特性，這種集低熱膨脹性和高熱傳導率為一體的金屬基鎢酸鋯複合材料在微電子領域具有廣闊的應用前景，通常與鎢酸鋯複合的金屬材料主要是鋁、鈦、銅，配對較多的物件是鋁。

在微電子領域，如航太工業中的結構件、電子封裝、測量儀錶、光學器件、靈敏元件、衛星天線等高精密器件，往往要求材料具有較低的熱膨脹係數，如15.0×10^-6K^-1以下，甚至到10.0×10^-6K^-1以下，使材料在經歷溫度變化時能夠保持尺寸穩定性，而一般的負熱膨脹材料“鋁”是難以達到這一要求的，於是有學者將鋁和鎢酸鋯複合製成鋁基鎢酸鋯複合材料，將熱膨脹係數降到了8.7×10^-6K^-1，瓶頸問題迎刃而解。

金屬基鎢酸複合材料傳統的製備技術是加熱燒結、加壓壓制。有日本公司採用粉末冶金法，利用脈衝電流燒結鋁與鎢酸鋯的混合物，成功制得鋁基鎢酸鋯複合材料。中南大學的戴恩斌等學者利用壓力熔體浸滲法也成功製備了ZrW₂O₈/6013Al複合材料，檢測表明，鋁基鎢酸鋯複合材料比單獨的鋁合金材料熱膨脹係數更低降低，性能更穩定。

低熱金屬基鎢酸鋯複合材料可以大大增強材料的抗熱衝擊性能，使材料在變溫場合使用時保持尺寸穩定性，提高材料的使用壽命，相對於傳統的低膨脹合金具有不言而喻的優越性。當然，鎢酸鋯在制取方法上還沒有取得重大突破，制取難和成本高是主要問題，隨著我國材料工業的發展，相信鎢酸鋯的成本問題將很快得到解決。

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