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自然界中绝大多数都是正膨胀材料(热胀冷缩),只有极少的一部分是负膨胀材料。自从1996年ZrW2O8的负热膨胀性能被重新发现以来,负热膨胀材料引起了科学界很大的关注,越来越多的负热膨胀材料被发现。化学通式为A2M3O12的负热膨胀材料是比较早发现的具有开放架构的一类负热膨胀材料,其柔性框架结构具有很大的化学灵活性,其中M6+是Mo6+或者W6+,A3+可以是过渡金属离子也可以是稀土离子甚至可以是一个四价金属阳离子与二价金属阳离子的组合。以A2M3O12为原型,通过部分替代的方法制备得到新的化合物或固溶体是一种常见的方法。本文设计和制备了负热膨胀材料HfMnMo3O12,对对其性能进行研究。 (1)采用固相烧结法制备了一种具有负热膨胀特性的新材料,其基本化学式是HfMnMo3O12。该材料在373-773 K的温度范围内表现为负膨胀性质,其线膨胀系数为-3.8×10-6K-1。273-373K的温度范围内,HfMnMo3O12表现为单斜结构,其空间群是P21/a。当温度高于373 K时,其晶格结构发生改变,由单斜结构转变为正交结构,空间群变为Pnma。当样品的结构由单斜相转变为正交相的时,其晶胞体积减小一半。该材料只有在正交结构的时候才会发生随着温度的升高,其晶胞体积收缩的现象。在此基础上,用V原子部分替代Mo原子制备得到HfMnVxMo3-xO12-1/2x。 (2)以原位生长法结合固相烧结法制备HfMo2O8/ZnMoO4固溶体,该固溶体材料表现出非常特殊的负热膨胀特性。HfMo2O8只有在立方结构才具有热膨胀,且制备的条件比较苛刻。ZnMoO4是一个正膨胀材料,而我们所制备得到的HfMo2O8/ZnMoO4固溶体却表现出负热膨胀现象,针对这个问题我们进行了一系列的研究。