负膨胀材料-钨酸钇

负膨胀材料是指与普通材料的“热胀冷缩”现象相反，在加热时材料会发生体积收缩而在冷却时却发生体积膨胀，即具有“负热膨胀”效应。

负膨胀材料既可以单独用于一些需要冷胀热缩的场合，也可以通过与其他材料复合，形成热膨胀系数精确可控的零膨胀复合材料。例如在航空航天高精密组件装置在极冷极热环境中，各部件的间隙配合方面， 通过采用这类材料可以消除各部件间由于温度变化而带来的热膨胀失配， 影响装置的正常工作；在望远镜、激光设备、光学通讯系统，可以作为超低膨胀材料提高光路的精确聚焦及准直，而不受温度变化的影响；在微电子领域，低膨胀材料可以与硅实现热膨胀匹配，避免循环热应力带来的热 疲劳失效等。

目前研究最多的负热膨胀材料有钨酸锆，以ZrW₂O₈为代表的AM₂O₈系列具有更好的负膨胀性能和更宽的使用温度范围。现有学术论文中，曾有学者介绍一种多次烧结固相法制备钨酸锆的工艺，该方法虽然能够得到单一相的钨酸锆产物，但其制备过程中需要多次烧结，且每次烧结的工艺参数多变，过程繁琐且条件不易控制，要求过高。

此外，还有学者发现，一些特殊的稀土类钨酸盐也具有负热膨胀特性，例如钨酸钇。采用氧化钇粉末和三氧化钨粉末为原料，通过固相反应二次烧结法制备钨酸钇，其过程如下：

步骤一、采用湿法球磨的方法将氧化钇粉末和三氧化钨粉末混合均匀，烘干后研磨，得到原料混合物；所述氧化钇粉末和三氧化钨粉末的摩尔比为1:3；

步骤二、将步骤一中所述原料混合物置于马弗炉中进行焙烧处理，随炉冷却后破碎研磨，得到焙烧产物；所述焙烧处理的温度为 1050℃～1200℃，时间为8h～10h；

步骤三、将焙烧产物置于马弗炉中进行二次焙烧处理，随炉冷却后破碎研磨，得到二次焙烧产物；

步骤四、将二次焙烧产物过80～400目筛，取筛下物，得到钨酸钇粉末。所制得的钨酸钇粉末是一种性能优良的负热膨胀材料。

固相法烧结钨酸钇的制备流程短、固相反应均匀、设备需求简单、成本低并适合大规模生产，此外产制备过程无污染物产生、绿色环保且产物纯度较高，可达到90％以上，其成本比钨酸锆较低很多，性能参数接近。

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