戚瑞琼，李伟杰，连 虹，史新伟，姚 宁

(郑州大学 物理工程学院，郑州 450001)



Zr2P2WO12Fe-Ni复合材料的制备及其热膨胀性能研究

戚瑞琼，李伟杰，连 虹，史新伟，姚 宁

(郑州大学 物理工程学院，郑州 450001)

使用水热法成功制备Zr2P2WO12粉末，采用真空热压烧结方法制备接近致密的Zr2P2WO12/Fe-Ni复合材料。使用X射线衍射、扫描电镜及热膨胀测试仪对制备的Zr2P2WO12及其Fe-Ni复合材料进行性能测试和表征，使用维氏硬度计测试复合材料的硬度，使用排水法表征复合材料的密度。结果表明：水热法制备的Zr2P2WO12粉为高纯度的单相Zr2P2WO12，颗粒规则，晶粒尺寸约为50nm；随Zr2P2WO12含量的增加，Zr2P2WO12/Fe-Ni复合材料的硬度增加，而密度和致密度则降低，在25～800℃区间内平均热膨胀系数从13.5×10-6/℃降低到8.6×10-6/℃。

水热法；Zr2P2WO12/Fe-Ni；热膨胀系数；复合材料

自然界中大多数材料具有随温度升高而发生“热胀冷缩”的特性，然而研究发现有些材料却具有与此相反的性能，即随着温度的变化发生“热缩冷胀”，这类材料称之为负热膨胀材料(Negative Thermal Expansion，NTE)[1-3]。Zr2P2WO12(ZWP)是负热膨胀材料 A2(MO4)3系列材料中的重要一员，因其在很大温区(25～800℃)范围内具有明显的负膨胀特性，且具有良好的化学、热学稳定性及高温力学稳定性等而被广泛应用于光学、电子、医学器械等诸多领域[4]。铁镍合金是一种重要的工程材料，当镍含量为36%(质量分数，下同)、铁含量约为64%时称为因瓦合金，因其具有较低的热膨胀系数(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)，而被广泛应用于显像管、热双金属片、电子元件的封接等[5]，但因其强度和硬度不高，当作为结构和承载元件使用时受到严重制约，如：液化石油气储气罐、特殊传输电缆、大型电子望远镜的基座定位装置、宇航工业适用的因瓦合金模具、大型飞机复合材料模具等[6-9]。……