El Zr del (WO₄) ₂, o el tungstate del circonio del es un óxido del metal con las características inusuales. La fase formó en la presión ambiente por la reacción ZrO₂ y el WO₃ es una fase cúbica metaestable, que tiene características negativas de la extensión termal, a saber se encoge sobre una amplia gama de temperaturas cuando está calentada.

Un número de otras fases se forman en las altas presiones.

Fase cúbica

El tungstate cúbico del circonio (alpha-ZrW₂O₈), uno del varios las fases sabidas del tungstate del circonio (ZrW₂O₈) es quizás uno de los materiales estudiados para exhibir la extensión termal negativa . Se ha demostrado para contratar continuamente sobre una gama previamente sin precedente de la temperatura de K. Puesto que la estructura es cúbica, como descrito más abajo, la contracción termal es isotrópica - igual en todas las direcciones. Hay mucha investigación en curso que intenta aclarar porqué el material exhibe tal extensión termal negativa dramático.

Esta fase es el inestable termodinámico en la temperatura ambiente con respecto al binario ZrO₂ de los óxidos y al WO₃, pero puede sintetizado por cantidades estequiométricas de calefacción de estos óxidos junto y entonces apagar el material rápido refrescándolo del °C aproximadamente 900 a la temperatura ambiente.

La estructura del tungstate cúbico del circonio consiste en el esquina-compartir octaédrico de ZrO₆ y las unidades estructurales tetraédricas de WO₄. Sus características inusuales de la extensión son probablemente debido a los modos vibratorios conocidos como modos rígidos (rones) de la unidad, que implican la rotación juntada de las unidades polihédricas que componen la estructura, y llevan a la contracción.

Estructura cristalina detallada

El arreglo de los grupos en la estructura de ZrW₂O₈ cúbico es análogo a la estructura simple del NaCl, con los octaedros de ZrO₆ en los sitios del Na, y a los grupos de W₂O₈ en los sitios del Cl. La célula de unidad consiste en 44 átomos alineados en un enrejado de Bravais cúbico primitivo, con los angstromes de la longitud de célula de unidad 9.15462

Los octaedros de ZrO₆ se tuercen solamente levemente de una conformación regular, y todos los sitios del oxígeno en un octaedro dado son relacionados por simetría. La unidad de W₂O₈ se compone de tetrahedra crystallographically distinto de dos WO₄, que no son formalmente enlazados el uno al otro. Estos dos tipos de tetrahedra diferencian con respecto a las longitudes en enlace y a los ángulos del W-O. El tetrahedra de WO₄ se tuerce de una forma regular puesto que un oxígeno es libre (un átomo que se enlaza solamente al átomo central del tungsteno (w)), y los tres otros oxygens cada uno se enlazan a un átomo del circonio ( es decir el de esquina-distribución de poliedros).

La estructura tiene simetría del grupo de espacio P2₁3 en las bajas temperaturas. En temperaturas más altas, un centro de la inversión es introducido por disordering de la orientación de los grupos del tungstate, y el grupo de espacio sobre la temperatura de la transición de fase (~180C) es Pa$\backslash \; bar3$ .

Los octaedros y el tetrahedra son ligados juntos compartiendo un átomo de oxígeno. En la imagen, observar el esquina-tacto entre los octaedros y el tetrahedra; éstas son la localización del oxígeno compartido . Las cimas del tetrahedra y los octaedros representan el oxígeno, que se separan sobre el circonio central y el tungsteno . Geométrico, las dos formas pueden el " pivot" alrededor de estos oxygens de esquina-distribución, sin una distorsión de los poliedros ellos mismos. El que gira es qué se piensa para llevar a la extensión termal negativa, como en los modos normales de cierto de baja frecuencia que éste lleva a los “rones de contratación” mencionados anteriormente.

Formas de alta presión

En el de alta presión, el tungsate del circonio experimenta una serie de las transiciones de fase, primero a una fase amorfa, y entonces a un U₃O₈ - mecanografiar la fase, en la cual los átomos del circonio y del tungsteno son desordenados.