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随着科学技术的发展,现代高新技术产业对材料的要求越来越高,多功能复合材料越来越受到人们的青睐。负热膨胀材料具有随温度升高体积减小的特性,利用该种材料与常规热膨胀材料复合有望得到膨胀系数可调的复合材料,甚至零膨胀材料。近年来,采用负热膨胀材料与常用材料复合制备近零膨胀或可控膨胀材料已经成为材料制备中的热点之一。负热膨胀材料与常用材料的复合研究有:负热膨胀材料与金属复合、负热膨胀材料与陶瓷复合、负热膨胀材料与高分子材料复合等。负热膨胀材料与金属复合在集成电路和芯片封装技术方面可望达到突破性进展,能够同时满足对封装材料散热、导电、低膨胀及与硅基热匹配的要求。 本文采用液相共沉淀法制备出Y2W3O12,采用固相法制备出Al-Y2W3O12复合材料,分别研究了在600、630、660和700℃温度条件保温4h制备出的不同质量比复合材料的行为及其特性。X射线衍射结果表明,不管使用哪种温度烧结样品,不管以哪个质量比混合样品,利用该种方法制备出的复合样品的衍射谱均只有Al和Y2W3O12的衍射峰,无其它杂相,不存在Al对Y的取代问题。利用扫描电镜分析了复合样品的表面形貌,并对样品进行元素面扫描,结果表明:在630℃条件下烧结的复合材料呈现很好的嵌入式复合结构——小颗粒的Y2W3O12镶嵌在片状或块状的金属Al中,而在其它温度条件下烧结出的样品没有呈现嵌入式复合结构。利用热膨胀仪对样品进行膨胀系数的测量,发现Y2W3O12具有很强的吸水性。当Al与Y2W3O12的质量比为2∶8时,660℃和700℃温度条件烧结的复合样品,其吸水性均比纯Y2W3O12的强。但630℃条件下烧结出的复合材料具有特殊的膨胀特性—当Al与Y2W3O12的质量比超过7∶3时,复合材料几乎不表现出吸水性,在RT~600℃范围内,复合材料的平均热膨胀系数为14.76×10-6/K,大约为Al的热膨胀系数的二分之一;当Al与Y2W3O12的质量比为2∶8时,复合样品吸水性比Y2W3O12的吸水性要弱。利用电化学工作站对复合样品进行线性扫描伏安曲线的测量,结果表明:630℃温度条件烧结的复合材料,当Al与Y2W3O12的质量比为7∶3时,电导率为18.2755S/m,为Al的电导率的二分之一,这已经改变陶瓷材料Y2W3O12不导电的现象。也就是说,在特定温度条件下,能制备出膨胀系数小且导电性能好的Al-Y2W3O12复合材料。