[发明专利]一种负热膨胀材料Cu2

说明书

本发明属于无机非金属材料领域，公开了一种负热膨胀材料Cu₂V_2‑xP_xO₇及其制备方法。按目标产物Cu₂V_2‑xP_xO₇中化学计量摩尔比Cu:V:P=2:2‑x:x称取原料，采用固相烧结法、激光烧结法、溶胶凝胶法或水热法制备完成。本发明新型负热膨胀材料在宽温区内具有大的负热膨胀系数，且制备工艺简单，成本低，适合于工业化生产，具有很大的应用价值。

技术领域

本发明属于无机非金属材料领域，特别涉及了一种负热膨胀材料Cu₂V_2-xP_xO₇及其制备方法。

背景技术

在温度剧烈变化或者温度变化范围比较大的时候。由于不同材料热膨胀系数不匹配引起的热应力会导致材料器件的技术指标变差、仪器的损坏等各种问题，如夏天下垂的高压电线，热膨胀仪和精密的光学器件产生的系统误差，电路板的受热膨胀，航天器的隔热层等。对负热膨胀材料的研究有助于解决这些因热膨胀引起的问题。

自然界中大多数材料具有热胀冷缩的特性，但也有一些材料在一定温度范围内显示热缩冷胀的性质，比如ZrW₂O₈、ZrV₂O₇、Y₂M₃O₁₂ (M = W、Mo)及Zr₂(WO₄)(PO₄)₂等等。目前，已有研究开始探索将负热膨胀材料与正热膨胀材料复合制备可控热膨胀系数或零膨胀材料，以最大限度地减少高温时材料的热应力，增加材料的抗热冲击强度。基于这些重要应用，负热膨胀材料逐渐引起大家的重视。然而，负热膨胀材料的研究还仍处于试验探索阶段，要大规模应用，还需要解决很多问题，如产品由于相变、吸水等特性导致机械性能和负热膨胀性能变差，原材料成本较高，生产工艺复杂等。

单斜相Cu₂P₂O₇，在90℃附近会存在相变，相变之前为负热膨胀，相变之后表现为正膨胀，其仅在较窄的温区表现出负热膨胀的性质。α-Cu₂V₂O₇相为正交相，属于Fdd2空间群；β-Cu₂V₂O₇为单斜相，属于C2/c空间群；这两种相在很大温区范围内都表现出负热膨胀特性，但β-Cu₂V₂O₇存在质地疏松、不容易成型、择优取向严重、膨胀系数小等问题。

发明内容

为克服现有技术中存在的不足之处，本发明的目的在于提供一种涵盖室温、宽温区、负热膨胀系数大、成本低的负热膨胀材料Cu₂V_2-xP_xO₇及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种负热膨胀材料，该负热膨胀材料的化学式为Cu₂V_2-xP_xO₇，其中，0.0 x 2.0。

所述负热膨胀材料为单斜相。

所述负热膨胀材料的制备方法：按目标产物Cu₂V_2-xP_xO₇中化学计量摩尔比Cu:V:P= 2 : 2-x : x称取原料，对原料进行预处理后采用固相烧结法制备完成。