摘要
摘要：在航天器、精密电子器件、天文望远镜镜面等高精尖技术领域，工作温度的波动带来的材料热膨胀急剧变化会极大影响精确度和使用寿命。解决这一问题的有效办法是：设计宽温区零/低热膨胀单相化合物。但是，此类化合物比较少，相关物理机制不清晰。因此本文基于框架结构灵活性探索新的宽温区低热膨胀材料，研究其热膨胀机理并表征了其它物理性能。采用固相烧结法制备出单相零/低热膨胀材料Ta2WO8，其在3001000 K的宽温区内表现出零/低热膨胀特性（αl = -1.69×10 K ），并且没有吸水性和相变。Ta2WO8是正交结构，bc平面内TaO7十面体和周围5个TaO6八面体通过共边连接，沿a轴方向氧原子连接2个相同Ta原子形成三维框架结构。温度升高时，Ta3O6八面体与周围多面体形成的菱形隧道具有较大的空间和柔性，氧原子的横向热振动更加明显，带动着Ta3-O9-Ta3键角剧烈收缩从而导致a轴产生负热膨胀，弥补了b轴和c轴的正热膨胀。变压拉曼表明，与Ta-O-Ta键中氧原子平动相关的低频晶格模具有负的格林艾森参数，和氧原子的横向振动共同作用导致了Ta2WO8在3001000 K宽温区的零/低热膨胀。紫外可见漫反射光谱测试和密度泛函理论计算都表明Ta2WO8具有半导体性质。
出版日期
2024年04月17日（中国期刊网平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
