為解決實驗測量晶體材料熱膨脹系數(shù)的局限性,文章介紹和發(fā)展了一種基于量子力學的理論計算方法。通過焦綠石結(jié)構陶瓷晶體材料熱膨脹系數(shù)的實際計算,并與實驗測量值比較,驗證了理論計算的準確性和實用性,為快速計算晶體材料熱膨脹系數(shù)提供了一種可靠的理論方法。 

【文章來源】：物理與工程. 2020,30(01)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

La2Zr2O7焦綠石晶體結(jié)構圖(晶體學空間群227)

本文采用固相反應法制備測試樣品,工藝流程簡述如下:將所需的原材料氧化物粉末于800～1000℃煅燒1h,后根據(jù)要求按一定化學計量比混合,用無水乙醇作為混合介質(zhì),氧化鋯為球磨介質(zhì)球磨混料,轉(zhuǎn)速為250～300rpm。球磨后對漿料進行旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),然后置于120℃干燥箱干燥12h,過400目篩,在適當?shù)臏囟认蚂褵深A成相粉體。將固相法制備的陶瓷粉體采用壓片機20MPa保壓5min壓制初始素坯,成型坯體經(jīng)220MPa冷等靜壓2min后于干燥箱中放置24h,用于釋放靜壓過程中產(chǎn)生的內(nèi)應力。將制備的坯體在空氣中采用無壓燒結(jié),燒結(jié)相關溫度參數(shù)為室溫至1000℃,升溫速率為5℃/min,高溫段1000℃至1600℃升溫速率為3℃/min,燒結(jié)溫度為1600℃,保溫10h。降溫速率為5℃/min,得到高致密陶瓷多晶樣品,樣品的掃描電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope,SEM) 微觀形貌如圖2所示,從圖中可看出樣品致密度高,晶粒發(fā)育良好,晶界清晰,無第二相出現(xiàn)。該結(jié)論可以進一步從X射線衍射(X-ray diffraction, XRD)圖譜(圖3)中得到證實,從圖3中可以看出,樣品的X射線衍射峰尖銳,晶化完全,特別是(331)和(511)特征衍射峰表明其為有序焦綠石結(jié)構(空間對稱群227)。隨后根據(jù)測試儀器要求對樣品尺寸進行加工,并完成平整度加工和表明拋光處理。圖3 La2Zr2O7XRD衍射圖譜

圖2 La2Zr2O7 多晶陶瓷SEM表面形貌圖本文中采用推桿法熱膨脹儀(NETZSCH,德國,DIL 402PC)測量樣品熱膨脹系數(shù),具體原理為采用高精度位移計測量樣品在升溫過程中的長度變化,從而計算出熱膨脹系數(shù)。測試前要多次測試氧化鋁標樣,得到準確基線后再對待測樣品進行測量,測試溫度范圍為室溫到1500℃,升溫速度為50℃ /min,測試氣氛為空氣。測試過程中要保持測試設備的高度穩(wěn)定性,避免振動。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]礦物熱膨脹系數(shù)計算的修正Ruffa法及其應用[J]. 廖立兵,李鎖在.  礦物學報. 2003(04)
[2]礦物熱膨脹的晶體化學研究綜述[J]. 李鎖在,廖立兵.  高校地質(zhì)學報. 2000(02)



本文編號：3275393