一种负热膨胀材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种负热膨胀材料及其制备方法，所述负热膨胀材料的化学式为

【技术实现步骤摘要】
一种负热膨胀材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及负热膨胀材料
，尤其涉及一种负热膨胀材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]负热膨胀材料在一定的温度范围内其线膨胀系数或体膨胀系数为负值，利用负热膨胀材料的特性，通过与其他材料复合，可控制材料的膨胀系数，制造零膨胀或低膨胀的材料，进而可用于制造精密机械器件
、
光学器件和电子器件等，在航空航天
、
光电子等高科技领域具有广阔的应用前景
。
[0003]因此，需要开发出更多的负热膨胀材料，以满足不同领域的需求
。

技术实现思路

[0004]基于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种新型的负热膨胀材料，旨在开发出更多的负热膨胀材料，以满足不同领域的需求
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]本专利技术的第一方面，提供一种负热膨胀材料，其中，所述负热膨胀材料的化学式为
A2BaCo(PO4)2，其中，
A
选自
Li、Na、K、Rb、Cs
中的一种
。
[0007]可选地，所述负热膨胀材料为单晶负热膨胀材料或多晶负热膨胀材料
。
[0008]本专利技术的第二方面，提供一种本专利技术如上所述的负热膨胀材料的制备方法，其中，包括步骤：
[0009]将
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源及助熔剂进行混合，得到混合粉末；
[0010]将所述混合粉末进行煅烧，得到所述负热膨胀材料
。
[0011]可选地，所述负热膨胀材料的制备方法具体包括步骤：
[0012]按照
A2BaCo(PO4)2中各元素的化学计量比，取
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源；
[0013]将所述
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源与助熔剂进行混合，得到混合粉末；其中，所述助熔剂与
Ba
元素的摩尔比为
(0.3
～
0.8)
：1；
[0014]将所述混合粉末在第一预设温度下进行煅烧第一预设时间，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料
。
[0015]可选地，所述将所述混合粉末在第一预设温度下进行煅烧第一预设时间，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料的步骤具体包括：
[0016]将所述混合粉末置于马弗炉中，以
60
～
70℃/h
的升温速度升温至
700
～
900℃
，然后在
700
～
900℃
的温度下进行煅烧
80
‑
100h
，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料
。
[0017]可选地，所述负热膨胀材料的制备方法具体包括步骤：
[0018]步骤
A、
按照
A2BaCo(PO4)2中各元素的化学计量比，取
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源；其中，所述
A
源过量3‑8％；
[0019]步骤
B、
将所述
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源与助熔剂进行混合，得到混合粉末；所述
助熔剂与
Ba
元素的摩尔比为
(1
～
2)
：1；
[0020]步骤
C、
将所述混合粉末在第二预设温度下进行煅烧第二预设时间，自然冷却至室温；
[0021]步骤
D、
重复步骤
C
若干次，得到所述多晶负热膨胀材料
。
[0022]可选地，所述步骤
C
具体包括：
[0023]将所述混合粉末置于马弗炉中，以
60
～
70℃/h
的升温速度升温至
600
～
800℃
，然后在
600
～
800℃
的温度下进行煅烧
24
～
48h
，自然冷却至室温
。
[0024]可选地，重复步骤
C 2
‑3次
。
[0025]可选地，所述助熔剂包括
NH4Cl。
[0026]可选地，所述
A
源包括
A
的碳酸盐
、A
的氯化物
、A
的氧化物中的至少一种；和
/
或，
[0027]所述钡源包括
BaCO3、BaO、BaCl2中的至少一种；和
/
或，
[0028]所述钴源包括
CoCO3、CoO、CoCl2中的至少一种；和
/
或，
[0029]所述磷酸根源包括
(NH4)2HPO4。
[0030]有益效果：本专利技术首次提供了化学式为
A2BaCo(PO4)2的负热膨胀材料，所述负热膨胀材料的化学式具体为
Li2BaCo(PO4)2、Na2BaCo(PO4)2、K2BaCo(PO4)2、Rb2BaCo(PO4)2或
Cs2BaCo(PO4)2。
这些负热膨胀材料具体为单轴负热膨胀材料，在4～
300K
温度范围内无结构相变，并表现出单
a
轴的负膨胀特性
。
其中，在
100
～
300K
范围内，单
a
轴的负膨胀特性最为显著
。
附图说明
[0031]图1为实施例1中制备得到的单轴负热膨胀材料的形貌图
。
[0032]图2为实施例1中制备得到的单轴负热膨胀材料的
XRD
图
。
[0033]图3为实施例1中制备得到的单轴负热膨胀材料的晶胞参数随温度变化图
。
具体实施方式
[0034]本专利技术提供一种负热膨胀材料及其制备方法，为使本专利技术的目的
、
技术方案及效果更加清楚
、
明确，以下对本专利技术进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0035]除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同
。
本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种负热膨胀材料，其特征在于，所述负热膨胀材料的化学式为
A2BaCo(PO4)2，其中，
A
选自
Li、Na、K、Rb、Cs
中的一种
。2.
根据权利要求1所述的负热膨胀材料，其特征在于，所述负热膨胀材料为单晶负热膨胀材料或多晶负热膨胀材料
。3.
一种如权利要求1‑2任一项所述的负热膨胀材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：将
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源及助熔剂进行混合，得到混合粉末；将所述混合粉末进行煅烧，得到所述负热膨胀材料
。4.
根据权利要求3所述的负热膨胀材料的制备方法，其特征在于，所述负热膨胀材料的制备方法具体包括步骤：按照
A2BaCo(PO4)2中各元素的化学计量比，取
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源；将所述
A
源
、
钡源
、
钴源
、
磷酸根源与助熔剂进行混合，得到混合粉末；其中，所述助熔剂与
Ba
元素的摩尔比为
(0.3
～
0.8)
：1；将所述混合粉末在第一预设温度下进行煅烧第一预设时间，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料
。5.
根据权利要求4所述的负热膨胀材料的制备方法，其特征在于，所述将所述混合粉末在第一预设温度下进行煅烧第一预设时间，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料的步骤具体包括：将所述混合粉末置于马弗炉中，以
60
～
70℃/h
的升温速度升温至
700
～
900℃
，然后在
700
～
900℃
的温度下进行煅烧
80
‑
100h
，自然冷却至室温后，得到所述单晶负热膨胀材料
。6.
根据权利要求3所述的负热膨胀材料的制备方法，其特征在于，所述负热膨胀材料的制备方法具体包括步骤：步骤
A、<...

【专利技术属性】
技术研发人员：梅佳伟，张文清，岳磊，郝占阳，王乐，刘才，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：