高低溫相硼酸鍶鎘晶體及制備方法和用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種大尺寸高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體及制備方法和用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 絕大多數(shù)材料具有熱脹冷縮的性質(zhì)，熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力常是期間疲勞、性能下 降、失效甚至斷裂和脫落的主要原因。較高的溫度導(dǎo)致原子熱運(yùn)動(dòng)更加劇烈，通常導(dǎo)致化合 物的高溫相較之低溫相具有更大的體積W及更小的密度。而具有負(fù)熱膨脹性質(zhì)的化合物使 剪裁材料的熱學(xué)性質(zhì)、制備任意膨脹系數(shù)的復(fù)合材料成為可能。因此，送種具有負(fù)熱膨脹性 的材料在航空航天、微電子、光電子、光通信、精密機(jī)械和燃料電池等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用 前景，引起科學(xué)家的關(guān)注，使之成為材料科學(xué)的研究熱點(diǎn)之一。
[0003] 在研究中，發(fā)現(xiàn)了化合物SrC地2〇5具有不同尋常的體積負(fù)突變性。低溫相SrC地2化 屬正交晶系，空間群 Pbca,晶胞參數(shù)為a = 11. 955 (12) A，b = 5. 762(6) A，C= 12. 658 (12)A， V= 872. 0(巧)A3;高溫相SrC地2〇5屬單斜晶系，空間群C2/c，晶胞參數(shù)為a二T.技辨奶A, b = 10. 183(IO)A, C = 11. 140(IO)A, 0 = 99. 247(10)。，: V=855. 2(14)43。高溫相8祐地2〇5 的體積比低溫相SrC地2〇5的體積小，且高溫相SrC地2〇5具有更大的密度，送是違反了熱脹冷 縮原理的。利用SrC地2〇e送一特殊的性質(zhì)，可W制備具有特殊要求的熱敏感器件W及零膨 脹材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于，提供一種大尺寸高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體及制備方法和用途，該 晶體的化學(xué)式為SrC地2〇5,分子量301. 64,低溫相SrC地2〇5屬正交晶系，空間群化Ca,晶 胞參數(shù)為a=lL 955(lリA，b二 5.762㈱A，G二12.6郎（lリA，￥= 872.0(巧)A3;高 溫相SrC地2〇5屬單斜晶系，空間群C2/c，晶胞參數(shù)為a = 7. 639(7)A，b = 10. 183(10) A， C = 11.140(1的A, 6= 99. 247(10)。，矜855. 2(14)A3,采用高溫烙液法生長(zhǎng)大尺寸晶 體。該測(cè)酸餓領(lǐng)晶體機(jī)械硬度大，易于切割、拋光加工和保存，并且存在負(fù)熱膨脹性，相變時(shí) 體積負(fù)突變，高溫相SrC地2〇5密度大于低溫相SrC地2〇5密度，由于送一性質(zhì)，在制備熱敏器 件W及零膨脹材料中得到廣泛應(yīng)用。
[0005] 本發(fā)明所述的高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體，該晶體的化學(xué)式為SrC地2〇5,分子量301. 64， 低溫相SrC地2〇5屬正交晶系，空間群Pbca,晶胞參數(shù)為a = 11.舶5(12) A，b = 5. 762做 A，C = 12. 6日8(切4，V= 872. 0(巧)心；高溫相SrC地2〇5屬單斜晶系，空間群C2/c，晶胞 參數(shù)為過=T,日39(7)A，b。10. 1紙(誠 A，e 二 H. 14日a〇)A，目=99. 247(10)。，y二 855. 2 (M)
[0006] 所述的高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體的制備方法，采用高溫烙液法生長(zhǎng)大尺寸高低溫相 測(cè)酸餓領(lǐng)晶體，具體操作按下列步驟進(jìn)行：
[0007] a、將含餓、含領(lǐng)的化合物和測(cè)酸稱取放入研鉢中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入 OlOOmmXlOOmm的開口剛玉巧巧中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至550°C，恒溫24小時(shí)，冷卻 至室溫，取出經(jīng)第二次研磨之后放入馬弗爐中，再升溫至低溫相63(TC，高溫相68(TC，恒溫 24小時(shí)，冷卻至室溫，取出經(jīng)第H次研磨后放入馬弗爐中，再升溫至低溫相65(TC，高溫相 70(TC，恒溫48小時(shí)，取出經(jīng)研磨制得高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)化合物單相多晶粉末，對(duì)該產(chǎn)物進(jìn) 行X射線分析，所得X射線譜圖與高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)SKMBzA單晶結(jié)構(gòu)得到的X射線譜圖 是一致的；
[0008] b、將高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)化合物單相多晶粉末與助烙劑按摩爾比為1:1-6均勻混 合，W溫度1-30°C A的升溫速率加熱至溫度700-90(TC，恒溫5-80小時(shí)，得到混合烙液，再 降溫至 650-82(TC ;
[0009] 或直接將原料硝酸餓、氧化領(lǐng)和測(cè)酸與助烙劑按摩爾比為1:1:2:1-6混合均勻， W溫度1-3(TC A的升溫速率加熱至溫度700-90(TC，恒溫5-80小時(shí)，得到混合烙液，再降 溫至 650-82(TC ;
[0010] C、制備高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)巧晶；將步驟b得到的混合烙液W溫度0. 5-l(TC A的 速率緩慢降至室溫，自發(fā)結(jié)晶獲得高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)巧晶；
[0011] t將盛有步驟b制得的混合烙液的巧巧置入晶體生長(zhǎng)爐中，將步驟C得到的巧 晶固定于巧晶桿上，從晶體生長(zhǎng)爐頂部下巧晶，先預(yù)熱巧晶5-60分鐘，將巧晶下至接觸混 合烙液液面或混合烙液中進(jìn)行回烙，恒溫5-60分鐘，W溫度1-6(TC A的速率降至溫度 610-745 °C ；
[0012] e、再W溫度0. 1-5C /天的速率緩慢降溫，W 0-60巧m轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)巧晶桿進(jìn)行晶體的 生長(zhǎng)，待單晶生長(zhǎng)到所需尺度后，將晶體提離混合烙液表面，并W溫度1-8(TC A速率降至 室溫，然后將晶體從爐膛中取出，即可得到大尺寸高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體。
[0013] 步驟a中測(cè)酸餓領(lǐng)中含餓的化合物為氧化餓、硝酸餓、碳酸餓或氣化餓；含領(lǐng)的化 合物為氧化領(lǐng)、氣化領(lǐng)或硝酸領(lǐng)。
[0014] 步驟 b 所述助烙劑為 NaF-HsBOs、&8〇3-化2〇、Na2〇-PbO、LiF-PbO、NaF-PbO 或 &B(VPbO。
[001引 助烙劑化F-H3BO3體系中NaF與H3BO3的摩爾比為1 _ 5:3 _ 6 ;LiF-PbO或化F-PbO 體系中氣化物與氧化鉛的摩爾比為1 - 5:1 - 6 ;H3B03-PbO或HsBOs-NazO體系中測(cè)酸與氧 化物的摩爾比為2-5:1-5 ;Na20-PbO體系中氧化鋼與氧化鉛的摩爾比為1 - 5:0. 1 - 6。
[0016] 所述的高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體在制備熱敏感器件或零膨脹材料中的用途。
[0017] 本發(fā)明提供的高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)化合物，其化學(xué)式為SrC地2〇5;制備高低溫相測(cè) 酸餓領(lǐng)多晶化合物的化學(xué)反應(yīng)式：
[0018] (1) SrO+Cd(H2H3B〇3 一 SrC地 2〇5+3&0 個(gè)
[0019] 0) SrO+CdF巧H3BO3一 SrCdB 2〇5巧&0 t +HF t +0. 5? 個(gè)
[0020] (3) SrO+Cd (N03) 2 巧 H3BO3 一 SrC 地 2〇5+3&〇個(gè)巧 N02 t +0. 50 2 個(gè)
[0021] (4) Sr (N03) 2+Cd(H2H3B〇3一 SrC地 2〇5+3&〇 t 巧N02 t +0. 50 2 個(gè)
[0022] 巧）Sr (N03) 2+CdF 巧 H3BO3 一 SrC 地 2〇5 巧.5&0個(gè) +HF t 巧 N02 t +0. 50 2 個(gè)
[0023] (6) Sr (N03) 2+Cd (N03) 2巧H3BO3 - SrCdB 2〇5+3&0 t +4N02 t +0 2 個(gè)
[0024] (7) SrC〇3+Cd(H2H3B〇3 - SrCdB 2〇5+3&0 t +C〇2 個(gè)
[00巧] 做 SrC〇3+CdF巧H3BO3一 SrC地 2〇5巧&0 t +HF t +C〇2 t +0.甜 2 個(gè)
[0026] (9) SrC〇3+Cd (N03) 2巧H3BO3一 SrCdB 2〇5+3&0 t +2N02 t +CO 2 t +0. 50 2 個(gè)
[0027] (l〇)SrF+Cd(H2H3B〇3一 SrC地 2〇5巧&0 t +HF t +0. 5? 個(gè)
[0028] (ll)SrF+CdF巧H3BO3一 SrC地 2〇5+&〇 t 巧HF t +? 個(gè)
[0029] (12)SrF+Cd(N〇3)2WH3B〇3^Sr(MB2〇5+3H2〇t+2N〇2t+HFt
[0030] 通過本發(fā)明所述方法獲得的高低溫相測(cè)酸餓領(lǐng)晶體具有硬度較大，機(jī)械性能好， 不易碎裂和潮解，易于加工和保存等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發(fā)明所示的是一種烙凝雙錐形禪合器元件圖，其中1為負(fù)膨脹基片、2為 第一光纖、3為第二光纖、4為第H光纖、5為第四光纖、6為第一連接口，7為第二連接口。
【具體實(shí)施方式】
[0032] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明：
[0033] 實(shí)施例1 :
[0034] 按反應(yīng)式；SrO+Cd(H2H3B〇3 - SrC地2〇5+3&0個(gè)合成SrC地2〇5多晶化合物：
[0035] 將SrO、CdO、H3BO3按摩爾比1:1:2稱取放入研鉢中，混合并仔細(xì)研磨，然后裝入 OlOOmmXlOOmm的開口剛玉巧巧中，放入馬弗爐中，緩慢升溫至550°C，恒溫24小時(shí)，冷卻