1.一种负热膨胀复合材料,其特征在于:所述复合材料的分子式为Mn3(Cu1-xSnx)N/CNTs,Mn3(Cu1-xSnx)N由Mn,Cu,Sn,N组成,其中x=0.1~0.5,其晶体结构为反钙钛矿立方结构,CNTs为多壁碳纳米管,Mn3(Cu1-xSnx)N与碳纳米管的质量比为20:1,在298~320K范围-6 -1内,所述复合材料的热膨胀系数的绝对值都小于10×10 K 。
2.如权利要求1所述的一种负热膨胀复合材料,其特征在于:当x=0.5时,在298~320K-6 -1范围内,复合材料的热膨胀系数为-1.2×10 K 。
3.如权利要求1所述的一种负热膨胀复合材料的制备方法,其特征在于包括如下步骤:(1)称取锰粉以及氧化铜粉末,摩尔比为CuO:Mn=1:3,然后将其放入管式炉中,在流动的氨气的气氛下,升温至750℃,保温10小时,随炉冷却,合成Mn3CuN粉末;
(2)称取锰粉以及氧化锡粉末,摩尔比为SnO2:Mn=1:3,然后将其放入管式炉中,在流动的氨气的气氛下,升温至750℃,保温10小时,随炉冷却,合成Mn3SnN粉末;
(3)将合成的Mn3CuN粉末和Mn3SnN粉末按照比例称取,混合均匀,在玛瑙研钵中研磨过筛;将粉末样品均匀倒入小瓷舟中,再将小瓷舟放入石英管中并同时抽真空,然后密封石英管,然后将石英管放进管式炉中,升温至850℃,保温20小时,冷却至室温,关闭电源,随炉冷却至室温,即得到目标产物Mn3(Cu1-xSnx)N,将Mn3(Cu1-xSnx)N研磨过筛;
(4)将多壁碳纳米管CNTs酸洗,按配比称重,用乙醇溶液作为分散剂,超声分散得到悬浮液;
(5)将研磨过筛后的Mn3(Cu1-xSnx)N粉末与CNTs悬浮液混合、湿磨,将所得到的混合溶液过滤,干燥,得到Mn3(Cu1-xSnx)N与CNTs的混合粉末;
(6)使用压片机将混合粉末压成片状;
(7)将压制成片状的样品装入石英管中并同时抽真空,然后密封石英管,将石英管放进管式炉中,升温至300℃,保温1小时,继续升温至1100℃,保温3小时,随炉冷却至室温,取出样品,即可得到目标产物Mn3(Cu1-xSnx)N/CNTs复合材料。
4.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述锰粉的质量百分含量为:99.9%;所述氧化铜粉末的质量百分含量为:99.7%;所述氧化锡粉末的质量百分含量为:99.85%。
5.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤1和步骤2的升温速率为10℃/分钟;氨气的体积百分含量为≥99.999%。
6.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤3的研磨过筛指研磨过200目筛。
7.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述-5步骤3和步骤7中的抽真空指抽真空至10 Pa。
8.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤4中的酸洗是采用体积比为1:3的浓硫酸与浓硝酸的混合溶液进行酸洗提纯;乙醇溶液的质量百分含量为95%,多壁碳纳米管与乙醇溶液的质量与体积比为:1g:3ml。
9.如权利要求4所述的一种具有超大负热膨胀的粉体的制备方法,其特征在于:所述步骤6的使用压片机将混合粉末压成片状指:使用压片机对混合粉末施以30MPa的压力,将粉末压成片状,静置24h后,消除样片内应力后,将样片在玛瑙研钵中碾碎,然后再在压片机中施以30MPa的压力压成片状。