低膨胀β-锂霞石基复合材料的研究现状与进展

发布时间：2024-02-06 22:02

　　热膨胀系数是材料的重要参数之一,自然界中,绝大多数物质都具有较高的热膨胀系数,热胀冷缩的情况较为严重,因此,这类物质通常具有较差的抗热冲击性,不能在温度变化巨大的环境下使用。如不均匀的温度分布和大的温度变化会引起航空航天器件结构破坏和电子设备的几何热变形,从而造成信号失真。然而自然界中,也存在少数具有负热膨胀系数的物质。这类材料的体积会随着温度的升高而减小。利用热膨胀系数的加和性,可将具有低热膨胀系数或负热膨胀系数的材料与高热膨胀系数的材料复合,得到热膨胀系数可调的复合材料,可显著提高其抗热震性。负热膨胀材料分为各向同性负热膨胀材料和各向异性负热膨胀材料。各向同性负热膨胀材料主要是ZrV_2-xP_xO₇和ZrW₂O₈系列,各向异性负热膨胀材料主要包括β-锂霞石、钙钛矿系列、A₂M₃O₁₂系列、M(CN)₂(M=Zn,Cd)系列、氧化物、沸石系列和金属有机框架结构材料(MOFs)等。其中,β-锂...

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【部分图文】：

图1(Euc+ABO)/AA6061复合物在520℃热处理5h后的TEM分析:

为了获得兼具低膨胀和高机械强度的铝基复合材料,王黎东和费维栋等[39-41]以含Mg的铝合金AA6061为基体,通过添加具有负热膨胀系数的β-锂霞石(Euc)和具有较高机械强度的硼酸铝(ABO)晶须,采用挤压铸造法,制备了一种同时具有低热膨胀系数和高机械强度的铝基复合物。其中,β....

图2Al2O3/Li2O与热膨胀系数的关系[48]

微晶玻璃中,β-锂霞石晶相的析出能有效降低微晶玻璃的热膨胀系数。李月华等[47]研究了CuO-Al2O3-SiO2体系微晶玻璃的组成对体系热膨胀系数的影响,结果表明随着SiO2含量的增加,体系中β-锂霞石含量也增加,致使微晶玻璃的热膨胀系数减小。童磊等[48]以Li2O、Al2O....

图3有效热膨胀系数与β-锂霞石含量的关系[50]

随着电子工业的发展,低熔玻璃材料被广泛用于微电子元件、集成电路、电真空、光学和光电子技术等领域,因而对其性能要求也愈加苛刻,其中一个突出的技术难题是既要有低的熔封温度,又要具有较低的热膨胀系数及较好的物化、工艺性能,以满足封接匹配和使用要求。而一般的玻璃材料熔化温度降低时,热膨胀....

图6陶瓷、β-锂霞石和纤维三相复合示意图

在未来金属基复合材料的设计中,可以将陶瓷粉末、玻璃粉等基质材料与β-锂霞石粉末和纤维混合、压制成型,经等静压压制,再经过真空烧结,能得到兼具低热膨胀系数和高机械强度的复合物。图6为该三相复合材料的制备工艺示意图。5结语与展望

本文编号：3896260