一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料及其制备方法

本发明属于陶瓷材料，具体涉及一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料及其制备方法。

背景技术：

1、由于膨胀系数的不同，大部分材料在遇热时，都会膨胀，少数材料在遇热时，会收缩或者尺寸不变，甚至同一材料的表面到内部不同深度上膨胀程度也会不同。这种热胀冷缩的效应会影响材料的稳定性和可靠性，容易导致材料性能的降低。尤其是在航空航天领域，许多精密仪表的零部件要求在一定温度范围内保持良好的尺寸稳定性，这就要求探索近零膨胀材料。

2、高性能、零膨胀温度范围可调、可控膨胀特性的材料是设计和研发零膨胀和可控膨胀的功能-结构一体化器件，以及解决现在科学技术中许多难题的关键所在，而性能优异、膨胀温区可调的零膨胀材料是设计和研发膨胀系数可控材料的关键。专利cn102531600a公开了一种负膨胀陶瓷zrmgmo3o12的烧结合成方法，将二氧化锆，氧化镁和三氧化钼为原料得到目标产物，该zrmgmo3o12材料在室温到500℃具有恒定的近零膨胀系数，但是该材料烧结温度高，且具有近零膨胀特性的温度范围较窄，在应用中具有很大的局限性。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的问题，本发明提供一种zrmg1-xcaxmo3o12近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料及其制备方法，通过对x的调整，实现材料近零膨胀特性的温度范围可调，烧结温度低。

2、本发明解决其技术问题是采用以下技术方案实现的：

3、本发明第一个目的在于提供一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料为zrmg1-xcaxmo3o12近零膨胀陶瓷材料，0<x<0.5。

4、本发明第二个目的在于提供一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料，其特征在于，以分析纯的二氧化锆、氧化镁、氧化钙和三氧化钼为原料，按照zrmg1-xcaxmo3o12的化学计量比称取原料，球磨混合均匀，然后进行真空热压烧结，自然冷却得到所述近零膨胀陶瓷材料zrmg1-xcaxmo3o12。

5、进一步的，所述真空热压烧结条件为：烧结温度650～750℃，时间为1-3h，压强为50mpa，真空度为10-5pa。

6、进一步的，球磨时加入无水乙醇。

7、进一步的，球磨后对混合物料进行干燥后进行真空热压烧结。

8、进一步的，球磨时间为1.5～2.5h。

9、与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

10、本发明通过引入与mg同一主族的ca元素，对zrmgmo3o12的膨胀性能进行调控，零膨胀温度范围从25～500℃增加到25～600℃，拓宽了材料的使用温度范围。

11、采用真空热压法，降低了烧结温度，减少了保温时间，实现了节能减耗、降低成本目的。另一方面，氧化钙的引入在很大程度上也降低了生产成本。

12、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

技术特征：

1.一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料，其特征在于：所述陶瓷材料为zrmg1-xcaxmo3o12近零膨胀陶瓷材料，0<x<0.5。

2.根据权利要求1所述一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料的制备方法，其特征在于：以分析纯的二氧化锆、氧化镁、氧化钙和三氧化钼为原料，按照zrmg1-xcaxmo3o12的化学计量比称取原料，球磨混合均匀，然后进行真空热压烧结，自然冷却得到所述近零膨胀陶瓷材料zrmg1-xcaxmo3o12。

3.如权利要求2所述一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料的制备方法，其特征在于，所述真空热压烧结条件为：烧结温度650～750℃，时间为1-3h，压强为50mpa，真空度为10-5pa。

4.如权利要求2所述一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料的制备方法，其特征在于：球磨时加入无水乙醇。

5.如权利要求2所述一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料的制备方法，其特征在于：球磨后对混合物料进行干燥后进行真空热压烧结。

6.如权利要求2所述一种近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料的制备方法，其特征在于：球磨时间为1.5～2.5h。

技术总结
本发明提供一种ZrMg<subgt;1‑x</subgt;Ca<subgt;x</subgt;Mo<subgt;3</subgt;O<subgt;12</subgt;近零膨胀温度范围可调的陶瓷材料及其制备方法，以分析纯的二氧化锆、氧化镁、氧化钙和三氧化钼为原料，按照ZrMg<subgt;1‑x</subgt;Ca<subgt;x</subgt;Mo<subgt;3</subgt;O<subgt;12</subgt;的化学计量比称取原料，球磨混合均匀，然后进行真空热压烧结，自然冷却得到所述近零膨胀陶瓷材料ZrMg<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;Ca<subgt;x</subgt;Mo<subgt;3</subgt;O<subgt;12</subgt;。本发明采用真空热压法，降低了烧结温度，减少了保温时间，实现了节能减耗、降低成本目的。另一方面，氧化钙的引入在很大程度上也降低了生产成本。

技术研发人员：杨俊瑞,贾红武,殷超凡,赵营刚,董宾宾,熊飞,陈建军,倪承军,张云龙
受保护的技术使用者：洛阳理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16