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    “熱縮冷脹”的負熱膨脹材料——鎢酸鋯

     眾所周知,陶瓷材料易受外界溫度劇變的影響,在材料中產生熱引力,導致熱脹冷縮,引發陶瓷材料失效。近年來,隨著材料工業的發展,人們發明創造出了近零膨脹陶瓷,這種材料的熱膨脹受溫度影響極小,在耐熱沖擊性能上具有顯著優勢,在諸多領域有著廣泛的應用。

     如同多數負熱膨脹復合材料的原理一樣,近零膨脹陶瓷就是在普通的材料中按一定比例加入“熱縮冷脹”的負熱膨脹材料,與此中和膨脹系數,實現精確控制材料的體膨脹系數,將材料的熱膨脹系數控制為設定的正值、負值或零。用于近零膨脹陶瓷的負熱膨脹材料有磷酸鹽、鈦酸鋁、微晶玻璃和鎢酸鋯等,它們之中,立方體的鎢酸鋯是最令人感興趣的一種用于近零膨脹陶瓷材料的新型負熱膨脹材料。

     鎢酸鋯之所以集萬眾矚目于一身,這主要源自于其優異的負熱膨脹性能,有學者提出,將立方體ZrW2O8與常規的正熱膨脹材料按一定的方式與配比制成復合材料,可以精確控制材料的體膨脹系數,甚至自由地將材料的熱膨脹系數控制為設定的正值、負值或零,這種功能對于磷酸鹽、鈦酸鋁、微晶玻璃等其它的負熱膨脹材料來說如同攀登珠峰一樣困難,而對于鎢酸鋯來說卻猶如走臺階一樣輕松。正是這種無以倫比的優勢,鎢酸鋯從一開始被人們寄予厚望,不斷有國內外知名的學者和科學家去研究它。


     近零膨脹陶瓷的使用范圍廣泛,制造近零膨脹陶瓷的幾種負熱膨脹材料各有其特點,但毫無疑問的是,鎢酸鋯的性能是目前眾多同類型材料里最優秀的。泰坦新材是最早合成負膨脹材料的公司!泰坦新材公司在多年前就已經合成鎢酸鋯,并已經實現量產,以鎢酸鋯為基礎的近零膨脹陶瓷材料可將帶動光學儀器、激光設備、光學通訊系統和微電子器件材料的整體升級。

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