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在航空航天领域,材料的热膨胀系数是高性能材料的一个很重要的性能。在一些高温材料的制备过程中,由于各组分热膨胀系数的不匹配,材料内部容易产生裂纹、应力集中、机械性能遭到破坏等问题。负膨胀或低膨胀复合材料的研究发展,在材料领域有着潜在的应用价值。由于Zr W2O8在宽温度范围内有着各向同性的负膨胀性能,而Zr O2与Zr W2O8的热膨胀系数的绝对值相近且不发生化学反应。本文在Zr O2中添加一定量的Zr W2O8或WO3,通过调整制备工艺,制备出致密度较好的低膨胀Zr O2/Zr W2O8陶瓷基复合材料。本文研究了两种配方分别在不同温度下热压烧结中得到的复合材料的性能:采用直接混料(Zr O2+Zr W2O8)和原位反应(Zr O2+WO3)两种配方均在1200°C和1215°C两种温度下热压烧结,都能制备密度较高的Zr O2/Zr W2O8陶瓷基复合材料,复合材料的密度最高达到5.55 g/cm3;直接混料粉在1200℃热压烧结3 h,或在1215°C热压6 h,所得到的复合材料密度差别不大,约为5.20 g/cm3;由于原位反应法合成Zr W2O8陶瓷时有残余WO3的存在,与直接混料法相比,还不足以体现“原位反应+热压烧结法”工艺路线的优越性。而且1200°C烧结时,直接混料法中Zr W2O8的分解率高,所以,调整工艺路线后的烧结温度为1215°C。本文研究了两种配方冷等静压以后在同一温度下热压烧结与无压烧结得到的复合材料的性能。采用直接混料(Zr O2+Zr W2O8)和原位反应(Zr O2+WO3)两种配方压坯成型后,为了提高复合材料的致密度,促进原位反应进行的更加完全,坯体先经过冷等静压,压力为200 MPa,然后在1215°C热压或者无压烧结,复合材料烧结后的致密度接近理论致密度;直接混料法与原位反应法相比,采用直接混料法烧结得到的材料中Zr W2O8的分解率低,热膨胀系数小。无论是直接混料法还是原位反应法,热压烧结都比无压烧结得到的材料致密度高,Zr W2O8的分解率低,材料的热膨胀系数小。采用不同的冷却方式制备了Zr O2/Zr W2O8复合材料并研究了其性能。采用直接混料(Zr O2+Zr W2O8)和原位反应(Zr O2+WO3)两种配方压坯成型后,在200 Mpa下经过冷等静压,而后在1200°C进行无压烧结,烧结完毕,把烧结试样从高温炉中取出,最后分别在空气中和水中冷却得到复合材料。无论是直接混料法还是原位反应法,空冷得到的复合材料致密度高,Zr W2O8的分解率低,热膨胀系数小;原位反应法得到的复合材料的致密度为5.57 g/cm3,瞬时热膨胀低至2.0×10-6/k,抗弯曲强度为112.96 MPa;直接混料法得到的复合材料致密度为5.62 g/cm3,瞬时热膨胀低至2.0×10-6/k,抗弯曲强度为195.99 MPa。