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随着微电子、光学和微机械等领域的器件微型化和航空航天技术的发展,材料的精确尺寸对器件的功能至关重要。器件往往会因工作环境温度的变化尺寸而发生变化,导致器件的性能不稳定甚至失效。负热膨胀材料(Negative Thermal Expansion,简称NTE材料)的发现为解决这类问题提供了可能,可以通过将具有负热膨胀系数与正热膨胀系数的材料进行复合,以期制备出各种可控热膨胀系数乃至零膨胀系数的复合材料,最大限度的减少高温材料的内应力,增加材料的抗热冲击强度,提高材料的使用寿命。这些年来,陆续研究发现了AM2O7系列(A=Zr, Hf等；M=V,P等)；AM2O8系列(A=Zr,Hf等；M=W, Mo等)；A2M3O12系列(A=Sc, Y, Yb, Lu;M=W, Mo等)负热膨胀材料.其中A2M3O12系的A位离子可以是从Al3+(半径0.0675nm)到Gd3+(半径为0.1075nm)的任何三价阳离子,更为有趣的是A位离子的不同对A2M3O12的性能起着决定性作用,其中研究发现A2M3O12系材料包含单斜相和四方相两种晶体结构,单斜相结构的A2M3O12系材料呈现正热膨胀,如典型代表有La2Mo3012和Nd2Mo3O12等,而四方相结构的A2M3O12系材料呈现负热膨胀,如典型代表有Yb2Mo3012和Y2Mo3012等。因此我们可以改变A位离子,进行离子掺杂,以期得到负热膨胀系数可控和零膨胀材料,同时探索不同掺杂离子以及掺入量对其性能的影响。本文采用固相法制备了Y2-xLaxMo3O12, Yb2-xLaxMo3O12, Y2-xCexW3O12及Yb2-xCexW3O12陶瓷材料。用离子半径较大的La3+和Ce3+取代离子半径较小的Y3+和Yb3+,通过调节Y/La, Yb/La, Y/Ce和Yb/Ce的比例来考察其对材料的热膨胀性能以及其它性能的影响。使用XRD、拉曼、TMA、 TG、SEM、TEM等分析手段对样品进行了系统的表征和分析。研究结果和主要结论如下：1.采用固相法在750℃烧结10h后制备得到Y2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)系列陶瓷材料,TG显示Y2MO3O12在室温下吸湿,La掺入后,Y2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)吸湿现象消失,同时在178～600℃测试温度区间内,随着La掺入量的增加,其热膨胀系数总体呈现出下降趋势,达到了调控的目的。其中Y1.5La0.5Mo3O12在178～600℃内的热膨胀系数为近零的0.8788×10-6/K,通过实验分析发现通过调控Y/La的比例,可以实现对Y2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)热膨胀系数的调控,该系列非吸湿且可控近零膨胀的陶瓷材料将有着非常广泛的应用前景。2.本章中,将Y置换成Yb,与La组合成复合的A位离子。继续采用固相法,在750℃烧结10h后成功制备得到了Yb2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)系列陶瓷材料,与Y2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)相同的是,TG显示Yb2Mo3O12在室温下吸湿,随着La的掺入量的增加,Yb2-xLaxMo3O12(0≤x≤2)吸湿现象消失。同时,其热膨胀系数总体呈现出下降趋势,达到了热膨胀系数调控的目的。也即通过调控Yb/La的比例,可以实现对Yb2-xLaxMoO12(0≤x≤2)热膨胀系数的调控。3.采用固相法在950℃烧结12h后制备得到Yb2-xCexW2O12(0≤x≤2)系列陶瓷材料,在保证物相纯正的基础上降低了烧结温度,并且发现了A2M3012族系的新成员。达成了以一种正热膨胀搭配一种负热膨胀材料来调控热膨胀系数的最初目标。随着实验数据的不断积累,分析发现随着Ce的掺入,Yb2-xCexW3O12(0≤x≤2)样品的吸湿性得到了很好的改善,每分子结晶水个数从2.85降低到0.05。此外,随着Ce的掺入,其热膨胀系数呈现出下降趋势,达到了热膨胀系数调控的目的。4.采用固相法在950℃烧结12h后制备得到Y2-xCexW3O12(0≤x≤2)系列陶瓷材料,验证了钨酸盐系列的一般负热膨胀规律,即X>0.5之后开始表现为正热膨胀材料的物相,随着X值的增加,即Ce含量的逐渐增加,复合物的致密性越来越好,所含结晶水越来越少等等,这些一般性的规律都得到了很好的体现。并且探索出了A2M3012族系新的成员,利用正／负不同热膨胀系数的材料复合调控热膨胀系数的目标达成了,且每分子所含结晶水也从2.87下降至0。且在X=1.75时,复合物的热膨胀系数达到了-0.8199x10-6/K,但是表现此热膨胀特性的起始温度却达到了182℃。