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自然界中，有一类物质随着温度的变化出现了反常的“热缩冷胀”现象，被称为具有负热膨胀(Negative thermal expansion，简称为NTE)性质。虽然人们早就发现了多种材料存在NTE现象，如冰、因瓦合金、沸石、PZN类铁电陶瓷系列等，但这些材料“热缩冷胀”幅度小，且响应温度范围在低温或者太窄，因此很难进行实际应用。自从20世纪90年代以来，性能优良的NTE材料的发现引起了固体化学家、物理学家与材料科学家的浓厚兴趣。Sleight研究发现了化学通式为A2M3O12的钨酸盐与钼酸盐系列的NTE材料，其中Sc2W3O12在-263℃至927℃的温度范围内均表现出NTE性能，其NTE作用温度范围在目前所发现的负热膨胀材料中是最宽的。Sc2W3O12这一性能优良，结构稳定的负热膨胀材料有着很多的潜在应用，既可单独作为功能材料与结构材料来使用，也可与正膨胀材料复合来制各零膨胀或热膨胀系数可控的材料，在密封技术，生物，光学，电子，军工，精密机械等领域都具有重要的研究与应用价值。 本文以Sc(NO3)3·6H2O，(NH4)10W12O41·xH2O和氧化石墨烯(GO)为原料，采用水热法制各了Sc2W3O12粉体，实验表明，氧化石墨烯能够有效提高Sc2W3O12的结晶度并控制其形貌，未添加氧化石墨烯合成出平均厚度0.5μm的片状Sc2W3O12粉体，添加氧化石墨烯后在200℃水热20小时，合成出结晶良好的Sc2W3O12/GO粉体，620℃热处理10分钟脱除氧化石墨烯后得到高纯度的类十字架状Sc2W3O12粉体。从室温～1200℃范围内Sc2W3O12没有出现相转变，也没有出现热分解，热稳定性较好，经TMA测试，所制得粉体在室温～800℃内平均热膨胀系数为-4.75×10-6K-1。 利用Sc2W3O12粉体具有较高热稳定性的特点开展金属基复合材料的制备及性能调控研究，将Cu粉，Al粉分别与Sc2W3O12按一定比例混合，用10Mpa压力压制成型，分别在600℃、300℃烧结3小时制备Cu/Sc2W3O12，Al/Sc2W3O12复合材料。实验表明，为避免发生合金化，Cu/Sc2W3O12的烧结温度为600℃，但检测结果发现Cu的烧结不够充分而呈疏松状态，复合材料致密度不高，较大程度影响了Cu/Sc2W3O12复合材料的综合性能;Al/Sc2W3O12的烧结温度为300℃，X射线衍射分析与热重差热分析表明，所合成的Al/Sc2W3O12未发生合金化，复合材料的致密度较高，最高热导率为48.666W/(m·K);通过调节Sc2W3O12的复合量，可以调节复合材料的热膨胀性能。在室温～300℃内，Cu/Sc2W3O12复合材料的热膨胀系数皆线性一致，随着Sc2W3O12的质量分数的改变，其热膨胀系数可以控制在4～14×10-6 K-1之间;而在室温～150℃内，Al/Sc2W3O12复合材料的热膨胀系数可通过改变Sc2W3O12的质量分数控制在6～18×10-6 K-1之间。