高低温相硼酸锶镉晶体及制备方法和用图
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种大尺寸高低温相测酸餓領晶体及制备方法和用途。
【背景技术】
[0002] 绝大多数材料具有热胀冷缩的性质，热胀冷缩产生的应力常是期间疲劳、性能下 降、失效甚至断裂和脱落的主要原因。较高的温度导致原子热运动更加剧烈，通常导致化合 物的高温相较之低温相具有更大的体积W及更小的密度。而具有负热膨胀性质的化合物使 剪裁材料的热学性质、制备任意膨胀系数的复合材料成为可能。因此，送种具有负热膨胀性 的材料在航空航天、微电子、光电子、光通信、精密机械和燃料电池等领域具有广泛的应用 前景，引起科学家的关注，使之成为材料科学的研究热点之一。
[0003] 在研究中，发现了化合物SrC地2〇5具有不同寻常的体积负突变性。低温相SrC地2化 属正交晶系，空间群 Pbca,晶胞参数为a = 11. 955 (12) A，b = 5. 762(6) A，C= 12. 658 (12)A， V= 872. 0(巧)A3;高温相SrC地2〇5属单斜晶系，空间群C2/c，晶胞参数为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。高温相8祐地2〇5 的体积比低温相SrC地2〇5的体积小，且高温相SrC地2〇5具有更大的密度，送是违反了热胀冷 缩原理的。利用SrC地2〇e送一特殊的性质，可W制备具有特殊要求的热敏感器件W及零膨 胀材料。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于，提供一种大尺寸高低温相测酸餓領晶体及制备方法和用途，该 晶体的化学式为SrC地2〇5,分子量301. 64,低温相SrC地2〇5属正交晶系，空间群化Ca,晶 胞参数为a=lL 955(lリA，b二 5.762㈱A，G二12.6郎（lリA，￥= 872.0(巧)A3;高 温相SrC地2〇5属单斜晶系，空间群C2/c，晶胞参数为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,采用高温烙液法生长大尺寸晶 体。该测酸餓領晶体机械硬度大，易于切割、抛光加工和保存，并且存在负热膨胀性，相变时 体积负突变，高温相SrC地2〇5密度大于低温相SrC地2〇5密度，由于送一性质，在制备热敏器 件W及零膨胀材料中得到广泛应用。
[0005] 本发明所述的高低温相测酸餓領晶体，该晶体的化学式为SrC地2〇5,分子量301. 64， 低温相SrC地2〇5属正交晶系，空间群Pbca,晶胞参数为a = 11.舶5(12) A，b = 5. 762做 A，C = 12. 6日8(切4，V= 872. 0(巧)心；高温相SrC地2〇5属单斜晶系，空间群C2/c，晶胞 参数为过=T,日39(7)A，b。10. 1紙(诚 A，e 二 H. 14日a〇)A，目=99. 247(10)。，y二 855. 2 (M)
[0006] 所述的高低温相测酸餓領晶体的制备方法，采用高温烙液法生长大尺寸高低温相 测酸餓領晶体，具体操作按下列步骤进行：
[0007] a、将含餓、含領的化合物和测酸称取放入研鉢中，混合并仔细研磨，然后装入 OlOOmmXlOOmm的开口刚玉巧巧中，放入马弗炉中，缓慢升温至550°C，恒温24小时，冷却 至室温，取出经第二次研磨之后放入马弗炉中，再升温至低温相63(TC，高温相68(TC，恒温 24小时，冷却至室温，取出经第H次研磨后放入马弗炉中，再升温至低温相65(TC，高温相 70(TC，恒温48小时，取出经研磨制得高低温相测酸餓領化合物单相多晶粉末，对该产物进 行X射线分析，所得X射线谱图与高低温相测酸餓領SKMBzA单晶结构得到的X射线谱图 是一致的；
[0008] b、将高低温相测酸餓領化合物单相多晶粉末与助烙剂按摩尔比为1:1-6均匀混 合，W温度1-30°C A的升温速率加热至温度700-90(TC，恒温5-80小时，得到混合烙液，再 降温至 650-82(TC ;
[0009] 或直接将原料硝酸餓、氧化領和测酸与助烙剂按摩尔比为1:1:2:1-6混合均匀， W温度1-3(TC A的升温速率加热至温度700-90(TC，恒温5-80小时，得到混合烙液，再降 温至 650-82(TC ;
[0010] C、制备高低温相测酸餓領巧晶；将步骤b得到的混合烙液W温度0. 5-l(TC A的 速率缓慢降至室温，自发结晶获得高低温相测酸餓領巧晶；
[0011] t将盛有步骤b制得的混合烙液的巧巧置入晶体生长炉中，将步骤C得到的巧 晶固定于巧晶杆上，从晶体生长炉顶部下巧晶，先预热巧晶5-60分钟，将巧晶下至接触混 合烙液液面或混合烙液中进行回烙，恒温5-60分钟，W温度1-6(TC A的速率降至温度 610-745 °C ；
[0012] e、再W温度0. 1-5C /天的速率缓慢降温，W 0-60巧m转速旋转巧晶杆进行晶体的 生长，待单晶生长到所需尺度后，将晶体提离混合烙液表面，并W温度1-8(TC A速率降至 室温，然后将晶体从炉膛中取出，即可得到大尺寸高低温相测酸餓領晶体。
[0013] 步骤a中测酸餓領中含餓的化合物为氧化餓、硝酸餓、碳酸餓或氣化餓；含領的化 合物为氧化領、氣化領或硝酸領。
[0014] 步骤 b 所述助烙剂为 NaF-HsBOs、&8〇3-化2〇、Na2〇-PbO、LiF-PbO、NaF-PbO 或 &B(VPbO。
[001引 助烙剂化F-H3BO3体系中NaF与H3BO3的摩尔比为1 _ 5:3 _ 6 ;LiF-PbO或化F-PbO 体系中氣化物与氧化铅的摩尔比为1 - 5:1 - 6 ;H3B03-PbO或HsBOs-NazO体系中测酸与氧 化物的摩尔比为2-5:1-5 ;Na20-PbO体系中氧化钢与氧化铅的摩尔比为1 - 5:0. 1 - 6。
[0016] 所述的高低温相测酸餓領晶体在制备热敏感器件或零膨胀材料中的用途。
[0017] 本发明提供的高低温相测酸餓領化合物，其化学式为SrC地2〇5;制备高低温相测 酸餓領多晶化合物的化学反应式：
[0018] (1) SrO+Cd(H2H3B〇3 一 SrC地 2〇5+3&0 个
[0019] 0) SrO+CdF巧H3BO3一 SrCdB 2〇5巧&0 t +HF t +0. 5? 个
[0020] (3) SrO+Cd (N03) 2 巧 H3BO3 一 SrC 地 2〇5+3&〇个巧 N02 t +0. 50 2 个
[0021] (4) Sr (N03) 2+Cd(H2H3B〇3一 SrC地 2〇5+3&〇 t 巧N02 t +0. 50 2 个
[0022] 巧）Sr (N03) 2+CdF 巧 H3BO3 一 SrC 地 2〇5 巧.5&0个 +HF t 巧 N02 t +0. 50 2 个
[0023] (6) Sr (N03) 2+Cd (N03) 2巧H3BO3 - SrCdB 2〇5+3&0 t +4N02 t +0 2 个
[0024] (7) SrC〇3+Cd(H2H3B〇3 - SrCdB 2〇5+3&0 t +C〇2 个
[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 个
[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 个
[0027] (l〇)SrF+Cd(H2H3B〇3一 SrC地 2〇5巧&0 t +HF t +0. 5? 个
[0028] (ll)SrF+CdF巧H3BO3一 SrC地 2〇5+&〇 t 巧HF t +? 个
[0029] (12)SrF+Cd(N〇3)2WH3B〇3^Sr(MB2〇5+3H2〇t+2N〇2t+HFt
[0030] 通过本发明所述方法获得的高低温相测酸餓領晶体具有硬度较大，机械性能好， 不易碎裂和潮解，易于加工和保存等优点。
【附图说明】
[0031] 图1为本发明所示的是一种烙凝双锥形禪合器元件图，其中1为负膨胀基片、2为 第一光纤、3为第二光纤、4为第H光纤、5为第四光纤、6为第一连接口，7为第二连接口。
【具体实施方式】
[0032] W下结合附图和实施例对本发明进行详细说明：
[0033] 实施例1 :
[0034] 按反应式；SrO+Cd(H2H3B〇3 - SrC地2〇5+3&0个合成SrC地2〇5多晶化合物：
[0035] 将SrO、CdO、H3BO3按摩尔比1:1:2称取放入研鉢中，混合并仔细研磨，然后装入 OlOOmmXlOOmm的开口刚玉巧巧中，放入马弗炉中，缓慢升温至550°C，恒温24小时，冷却