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负热膨胀材料(NTE)作为材料研究领域的一个新兴的分支学科，引起了人们广泛的关注和兴趣，尤其是各向同性的负热膨胀材料ZrW2O8和ZrV2O7系列。该类材料不仅可与常规材料复合成热膨胀系数接近零的高温陶瓷器件，应用于航天材料、发动机部件，也可用于集成电路板、光学器件等，在声、光、电、磁等功能材料方面也有潜在的应用价值。因此了解负热膨胀材料的机制，研究该类材料的微结构与性能之间的关系已成为一大研究热点。本论文根据ZrW2O8和ZrV2O7系列负热膨胀材料的结构关系，设计了Y2-xLnxMo4O15(Ln=Sm，Nd和Dy)类化合物，希望通过引入大半径的稀土离子来研究新的负热膨胀材料。
采用传统固相烧结法通过调节烧结温度成功的合成了取代的固溶体Y2-xLnxMo4O15(Ln=Sm，x=0.0～0.8；Nd，x=0.0～0.4；和Dy,x=0.0～2.0)，运用x-射线粉末衍射、中子衍射结合Fullprof和Gsas软件对其结构进行表征发现该类固溶体具有单相的相同的结构：P21/c，采用高温x-射线粉末衍射研究发现：所有固溶体在所测的范围内没有相变的发生，Y2-xSmxMo4O15在低温25～100℃内呈现较低的热膨胀，Y2-xNdxMo4O15在所测温度范围内体积基本上呈线性增长，Nd含量的改变对体积热膨胀改变不大。
通过对Y2-xLnxMo4O15(Ln=Sm，Nd，Dy)中MoO4四面体和ZrW2O8中WO4四面体的结构进行对比发现：Y2-xLnxMo4O15(Ln=Sm，Nd，Dy)类固溶体和ZrW2O8中存在相似的连接方式，即Y2-xLnxMo4O15中Mo(2)与O14的微弱的连接方式与ZrW2O8中W(1)与O23连接方式相似，但是其体热膨胀系数为正。对该类固溶体的微结构的研究我们认为：Mo(2)-O14随温度变化时纵向的键的增长大于由于结构的耦合振动产生的键的横向的减小作用，因此两者的共同作用支配着该类固溶体的热膨胀性能。