Войти
 | |
| Наименования | |
|---|---|
| Другие наименования оксид циркония вольфрама | |
| Идентификаторы | |
| Номер CAS | |
| ECHA InfoCard | 100.037.145  |
| Свойства | |
| Химическая формула | Zr (WO 4)2 |
| Молярная масса | 586,92 г / моль |
| Внешний вид | белый порошок |
| Плотность | 5,09 г / см, твердый |
| Растворимость в воде | незначительная |
| Опасности | |
| Паспорт безопасности | MSDS |
| Классификация ЕС (DSD) (устаревшая) | не указана |
| NFPA 704 (огненный алмаз) |  0 2 0 |
| За исключением случаев, когда Следует отметить, что данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). | |
 N (что такое ?) | |
| Ссылки на ink | |
Вольфрамат циркония (Zr (W O 4)2) - это металл оксид с необычными свойствами. Фаза, образованная при атмосферном давлении в результате реакции ZrO 2 и WO3, представляет собой метастабильную кубическую фазу, которая имеет характеристики отрицательного теплового расширения., а именно дает усадку в широком диапазоне температур при нагревании. В отличие от большинства других керамических материалов, демонстрирующих отрицательный КТР (коэффициент теплового расширения), КТР ZrW 2O8изотропен и имеет большую отрицательную величину (средний КТР -7,2x10K) в широком диапазоне температур (-273 ° C. до 777 ° С). Ряд других фаз образуется при высоких давлениях.
Кубический вольфрамат циркония (альфа-ZrW 2O8), одна из нескольких известных фаз вольфрамата циркония (ZrW 2O8), возможно, является одним из наиболее изученных материалов, демонстрирующих отрицательное тепловое расширение. Было показано, что он непрерывно сжимается в ранее беспрецедентном диапазоне температур от 0,3 до 1050 К (при более высоких температурах материал разлагается). Поскольку структура кубическая, как описано ниже, тепловое сжатие изотропно - одинаково во всех направлениях. В настоящее время ведется много исследований, пытающихся выяснить, почему этот материал демонстрирует такое резкое отрицательное тепловое расширение.
Эта фаза термодинамически нестабильна при комнатной температуре по отношению к бинарным оксидам ZrO 2 и WO3, но могут быть синтезированы путем нагревания стехиометрических количеств этих оксидов вместе с последующим гашением материала путем быстрого охлаждения его от приблизительно 900 ° C до комнатной температуры.
Структура кубического вольфрамата циркония состоит из структурных единиц ZrO 6, октаэдрических и WO 4тетраэдрических, разделенных углами. Считается, что его необычные свойства расширения обусловлены колебательными модами, известными как Режимы жестких элементов (RUM), которые включают сопряженное вращение многогранных элементов, составляющих структуру, и приводят к сжатию.
Изображение кристаллической структуры кубического ZrW 2O8, показывающее октаэдрический (ZrO 6, зеленый) и тетраэдрический (WO 4, красным цветом) структурные единицы. Показана неполная элементарная ячейка, так что можно увидеть расположение блока W 2O8по диагонали тела элементарной ячейки. Расположение групп в структуре кубического ZrW 2O8аналогично расположению простая структура NaCl с октаэдрами ZrO 6 в позициях Na и группами W 2O8в позициях Cl. Элементарная ячейка состоит из 44 атомов, выстроенных в примитивную кубическую решетку Браве, с длиной элементарной ячейки 9,15462 Ангстрем.
Октаэдры ZrO 6 лишь слегка искажены от правильной конформации., и все кислородные позиции в данном октаэдре связаны симметрией. Блок W 2O8состоит из двух кристаллографически различных тетраэдров WO 4, которые формально не связаны друг с другом. Эти два типа тетраэдров различаются длиной и углами связи W-O. Тетраэдры WO 4 имеют неправильную форму, поскольку один кислород не ограничен (атом, который связан только с центральным атомом вольфрама (W)), а три других атома кислорода являются каждая из них связана с атомом циркония (то есть с общим углом многогранников).
Структура имеет симметрию P2 13 пространственной группы при низких температурах. При более высоких температурах центр инверсии создается разупорядочением ориентации вольфраматных групп, а пространственная группа выше температуры фазового перехода (~ 180 ° C) равна Pa 
Октаэдры и тетраэдры связаны вместе атомом кислорода. Обратите внимание на касание углов между октаэдрами и тетраэдрами; это расположение общего кислорода. Вершины тетраэдров и октаэдров представляют собой кислород, которые распределены вокруг центрального циркония и вольфрама. Геометрически две формы могут "вращаться" вокруг этих общих углов, без искажения самих многогранников. Считается, что это вращение приводит к отрицательному тепловому расширению, так как в некоторых низкочастотных нормальных режимах это приводит к сужению «RUM», упомянутому выше.
При высоком давлении вольфрамат циркония претерпевает серию фазовых переходов, сначала в аморфное фазу, а затем фазу типа U3O8, в которой атомы циркония и вольфрама разупорядочены.
Спектры XRD от Verdon Dunand (1997). 
Предлагаемый механизм реакции в процессе HIP системы вольфрамат циркония-медь от Verdon Dunand (1997). Путем горячего изостатического прессования (ГИП) можно реализовать композит (систему) ZrW 2O8-Cu. В работе, проделанной C. Verdon и D.C. Dunand в 1997 году, использовались вольфрамат циркония аналогичного размера и медный порошок в банке из низкоуглеродистой стали, покрытой Cu, и они подвергались ГИП под давлением 103 МПа в течение 3 часов при 600 ° C. Также был проведен контрольный эксперимент, только с термообработкой (т.е. без прессования) той же порошковой смеси также при 600 ° C в течение 3 часов в кварцевой трубке, пропитанной титаном.
Результаты дифракции рентгеновских лучей (XRD) на графике в статье Verdon Dunand показывают ожидаемые продукты. (а) получен из порошка вольфрамата циркония в том виде, в котором он был получен, (б) - результат контрольного эксперимента, и (в) - керамический продукт, полученный в процессе ГИП. По-видимому, согласно Спектру (c) образуются новые фазы без остатка ZrW 2O8. В то время как для контрольного эксперимента было разложено только частичное количество ZrW 2O8.
Хотя считалось, что образуются сложные оксиды, содержащие Cu, Zr и W, дифракция на выбранной площади (SAD) керамического продукта доказала существование Cu 2 O в виде осаждения после реакции. Модель, состоящая из двух параллельных процессов, была предположена (как представлено): (b) разложение керамики и потеря кислорода при низком парциальном давлении кислорода при высокой температуре приводит к образованию Cu 2 O; (c) медь диффундирует в керамику и образует новые оксиды, поглощающие некоторое количество кислорода при охлаждении.
Так как только очень немногие оксиды, очень дорогие благородные металлы, менее стабильны, чем Cu 2 O, и Cu 2 O считалось более стабильным чем ZrW 2O8, необходимо учитывать кинетический контроль реакции. Например, уменьшение времени реакции и температуры помогает уменьшить остаточное напряжение, вызванное различными фазами керамики во время реакции, что может привести к отслоению керамических частиц от матрицы и увеличению КТР.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с вольфраматом циркония. |
