袁保合 曹文思 葛向红 程永光 刘献省 梁二军

1)(华北水利水电大学电力学院,郑州 450011)

2)(中原工学院理学院,郑州 450007)

3)(河南工程学院理学院分析测试中心,郑州 451191)

4)(河南大学光伏材料省重点实验室,开封 475004)

5)(郑州大学物理工程学院,教育部材料物理重点实验室,郑州 450052)

1 引 言

当温度变化较快时,热膨胀系数差别较大的材料之间会在器件中引入降低器件性能的热应力,甚至会导致器件彻底失效.利用低热膨胀系数材料或近零膨胀材料制造的器件具有较强的抗热冲击能力和较高的稳定性(特别是在极端条件下)[1−3].性能优异、涵盖室温及宽温度范围内具有负热膨胀性能的材料是制备近零膨胀和任意可控膨胀材料的基础,也是解决现代科学技术面临的许多难题、走向工程应用的关键所在.目前发现的负热膨胀材料主要有具有柔性结构的氧化物[4−16]、磁相变引起负热膨胀的具有反钙钛矿结构的锰氮化物[2,3,17,18]、铁电自发极化引起负热膨胀的ABO3型化合物等[1,19,20].具有柔性结构的氧化物负热膨胀材料以其负膨胀温度区间大、选材广泛而备受关注.然而,目前发现此类负热膨胀材料的一些缺点限制了它们在更广阔范围的应用,比如亚稳相结构[4,5]、相变点远高于室温、吸水性[6]、各向异性等[7,14−16],为了解决这些问题,很多研究都集中在提高材料的性能和发现新的负热膨胀材料上.ZrW2O8和 ZrV2O7都展现出各向同性的负热膨胀性质,但是在室温下ZrW2O8是热力学亚稳相结构.由于ZrV2O7具有热……