本發(fā)明涉及負熱膨脹材料領域，具體涉及一種負熱膨脹材料zn0.5sn0.5nmn3及其制備方法。
背景技術：
因此，研發(fā)一種負熱膨脹性能穩(wěn)定、熱脹冷縮”是自然界最常見的現(xiàn)象之一，在溫度劇烈變化或變化較大的場合，由于不同材料熱膨脹系數(shù)差異產(chǎn)生的熱應力常常會引起材料或器件的性能指標變差，給人們的生活帶來很多困擾。具有“熱縮冷脹”性能的材料被定義為負熱膨脹材料，負熱膨脹材料的發(fā)現(xiàn)使研究者看到了解決由于材料的膨脹系數(shù)不同而引起的“熱失配”問題的途徑。因而，負熱膨脹材料日益受到研究者們的廣泛關注。人們希望通過研究負熱膨脹(nte)材料，將這種材料與一般的正熱膨脹材料復合，從而實現(xiàn)復合材料的熱膨脹系數(shù)可控，甚至為零。這種復合材料可以最大限度地減少材料在溫度急劇變化時產(chǎn)生的熱應力，從而增加材料的抗熱沖擊強度，可廣泛應用于航空航天、光學、光電子精密儀器制造等領域。負熱膨脹材料的發(fā)展到現(xiàn)在已有幾十年的時間，目前，普遍研究的氧化物負熱膨脹材料主要包括lialsio4、zrv2o7、zrw2o8、sc2mo3o12等系列，這些材料都因其特殊性能而得到廣泛關注。然而針對已有材料的研究尚不完善，至今還沒有得到大規(guī)模應用，原材料的選取、吸水性的影響、相變、機械性能的提高、生產(chǎn)工藝復雜等問題亟待解決。例如，zrw2o8在室溫下為亞穩(wěn)相材料，在150℃左右發(fā)生相變，與其他材料復合時易發(fā)生分解；zrv2o7在室溫下為3×3×3的超晶胞結構，只有在102℃以上才轉變?yōu)?×1×1的正常結構，表現(xiàn)出負熱膨脹；結晶水的吸附與釋放同時引起材料的巨大收縮和膨脹，使結晶的力學性能變差，制約 其應用。到目前為止，所發(fā)現(xiàn)的負熱膨脹材料種類十分有限。因此，研制出工藝簡單、適合規(guī)?；a(chǎn)的新型負熱膨脹材料是非常必要并且具有顯著意義的。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種負熱膨脹材料zn0.5sn0.5nmn3及其制備方法，低成本、工藝簡單、適合規(guī)?；a(chǎn)、性能優(yōu)良。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種負熱膨脹材料，其分子式為zn0.5sn0.5nmn3，其結構為反鈣鈦礦結構。
上述負熱膨脹材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)稱取純度為99.9％的錳粉，然后將其放入管式爐中，在純度99.99％的流動氮氣的氣氛下，以15℃/分鐘的速率升溫至720℃，保溫25小時，隨爐冷卻，合成mn2n；
(2)稱取mn2n，zn和sn粉末，化學計量數(shù)比mn2n∶zn∶sn＝6∶1∶1，混合均勻，在真空球磨機里球磨120分鐘，所用球磨球為剛玉球；
(3)將粉末樣品均勻倒入坩堝舟中，再將坩堝舟放入石英管中并同時抽真空至10-5pa，然后密封石英管；
(4)將石英管放進管式爐中，升溫至850℃，保溫25小時，冷卻至室溫，關閉電源，隨爐冷卻至室溫，即得到目標產(chǎn)物zn0.5sn0.5nmn3。
本發(fā)明一種負熱膨脹材料zn0.5sn0.5nmn3及其制備方法，低成本、適合規(guī)?；a(chǎn)、性能優(yōu)良。
具體實施方式
下面結合實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步描述。以下 實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
實施例1：本發(fā)明的一種負熱膨脹材料，其分子式為zn0.5sn0.5nmn3，其晶體結構為反鈣鈦礦結構，包括以下步驟：
(1)稱取純度為99.9％的錳粉，然后將其放入管式爐中，在純度99.99％的流動氮氣的氣氛下，以15℃/分鐘的速率升溫至720℃，保溫25小時，隨爐冷卻，合成mn2n；
(2)稱取mn2n，zn和sn粉末，化學計量數(shù)比mn2n∶zn∶sn＝6∶1∶1，混合均勻，在真空球磨機里球磨120分鐘，所用球磨球為剛玉球；
(3)將粉末樣品均勻倒入坩堝舟中，再將坩堝舟放入石英管中并同時抽真空至10-5pa，然后密封石英管；
(4)將石英管放進管式爐中，升溫至850℃，保溫25小時，冷卻至室溫，關閉電源，隨爐冷卻至室溫，即得到目標產(chǎn)物zn0.5sn0.5nmn3。
所制備的負熱膨脹材料zn0.5sn0.5nmn3負熱膨脹溫度區(qū)間為30-75℃，負熱膨脹系數(shù)為-18.1×10-6，本發(fā)明一種負熱膨脹材料zn0.5sn0.5nmn3及其制備方法，低成本、適合規(guī)?；a(chǎn)、性能優(yōu)良。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。