负膨胀材料-β-锂霞石负膨胀材料负膨胀材料(Negativethermalexpansion,简称NTE材料),是指在一定的温度范围内的平均线膨胀系数或体积膨胀系数为负值的一类化合物,是材料科学中近年来新兴的学科分支。“热胀冷缩”是生活中的常见现象,但对于材料的使用却有一定的不利因素,尤其是金属这种特性,限制了其进步。负膨胀材料的出现使“热缩冷胀”成为现实,因热膨胀系数具有加和性,可以利用不同膨胀系数的材料复合,制造出膨胀系数非常低甚至是零的材料,最大限度的减少高温材料的内应力,避免应力开裂,增加材料的抗热冲击强度。线膨胀系数对比β-锂霞石结构β-锂霞石(β-LiAlSiO4),其结构中既有八面体空隙又有四面体空隙,当温度不是很高时,其中的阳离子(Li+)是处于四面体空隙中的,而这时的八面体空隙则是空位。当温度变高时,这时八面体空隙就会变大,这时材料中的阳离子就会逐渐移动到扩大后的八面体空隙中。11β-锂霞石负膨胀原理β-LiAlSiO4是上述结构材料中的一种,当温度升高时,在其内部晶胞的a、b轴方向表现出膨胀行为,在c轴方向却表现为收缩,总体膨胀系数为-6.2×10-6/K由左图可见,β-锂霞石在很宽的温度范围内(目前,25-1000℃)都表现为负膨胀。图20-800℃过程中,由HTXRD测得的β-锂霞石的不同方向的晶格参数β-锂霞石粉体材料的应用β-锂霞石/氧化铝复合陶瓷材料图3不同β-锂霞石添加量对β-锂霞石/氧化铝复合陶瓷材料膨胀系数的影响由图可见,β-锂霞石/氧化铝复合陶瓷材料的热膨胀系数可以通过二者的比例来控制,范围从锂霞石到氧化铝的热膨胀系数之间均可达到,包括“零膨胀”。β-锂霞石的应用负膨胀玻璃/陶瓷负膨胀合金材料负膨胀高分子材料结论:降低复合材料热膨胀系数,减少应力开裂!