[发明专利]一种导电性的负膨胀材料及其制法

说明书

本发明涉及负膨胀材料技术领域，且公开了一种导电性的负膨胀材料，包括以下配方原料：Mo₅SiB₂‑ZrB₂复合物、硝酸银、氯氧化锆八水合物、偏钒酸铵。该一种导电性的负膨胀材料，Ag掺杂进入钒酸锆的缺陷中，提高了钒酸锆的结构稳定性，避免了钒酸锆热缩冷涨过程中由于体积变化产生的应变力导致结构损耗甚至崩塌，ZrB₂具有耐低温性和耐高温性能，降低了材料热缩冷涨的脆性，Mo₅SiB₂具有良好的韧性和延展性等合金特性，增强了负膨胀材料的断裂强度和拉伸强度，Ag和Mo₅SiB₂具有优异的导电性，促进了电子的迁移和扩散速率，从而减小负膨胀材料的介电常数变温电阻，大幅提高了材料的导电性。

技术领域

本发明涉及负膨胀材料技术领域，具体为一种导电性的负膨胀材料及其制法。

背景技术

负热膨胀是指在一定的温度范围内的平均线膨胀系数或体膨胀系数为负值的一类化合物，负热膨胀材料表现为热缩冷涨，热胀冷缩产生的热应变力会影响甚至破坏器件的性能，负热膨胀材料可以与正热膨胀材料相结合，可以制造出膨胀系数较低的复合材料，在精密仪器、生物医学材料等领域具有潜在的应用价值，如航空航天材料、集成线路板、光学器件等方面有着巨大的应用前景。

目前负膨胀材料主要有Sc₂W₃O₁₂、HfMgMo₃O₁₂、HfW₂O₈、ZrW₂O₈、TaVO₅等具有负膨胀系数的化合物，潜在稀土钒酸盐类负热膨胀材料随着温度升高时体积缩小，当温度降低则体积变大，稀土钒酸盐类负热膨胀材料可以应用到冷胀热缩的环境中，也可将其与正热膨胀材料复合制备出膨胀系数很小的材料，这类材料对温度变化而无明显体积变化，但是目前的稀土钒酸盐类负热膨胀材料的电导率较低，导电性较差，并且稀土钒酸盐结构不稳定，导致材料在低温下脆性较大，影响了材料的韧性和拉伸强度等机械性能，降低了负热膨胀材料实用性和使用寿命。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种导电性的负膨胀材料及其制法，解决了现有的稀土钒酸盐类负热膨胀材料的电导率较低，导电性较差的问题，同时解决了稀土钒酸盐负膨胀材料低温下脆性较大，材料的韧性和拉伸强度等机械性能较差的问题，

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种导电性的负膨胀材料，包括以下按重量份数计的配方原料：7-19份Mo₅SiB₂-ZrB₂复合物、3-6份硝酸银、30-34份氯氧化锆八水合物(ZrOCl₂·8H₂O)、48-53份偏钒酸铵。

优选的，所述Mo₅SiB₂-ZrB₂复合物制备方法包括以下步骤：

(1)向行星球磨机中加入适量的无水乙醇，再加入单质钼粉、硅酸、单质硼粉和硼化锆，球磨机公转转速为40-80rpm，自转转速为580-650rpm，进行球磨，直至物料全部通过1340目网筛，将球磨好物料通过高速离心机除去无水乙醇，将离心分离得到的固体混合物充分干燥。

(2)将固体混合物置于气氛电阻炉中，通入高纯N₂充分排出空气，升温速率为10-15℃/min，升至1820-1860℃，在N₂氛围下保温煅烧3-5h，将物料冷却至室温得到Mo₅SiB₂-ZrB₂复合物。