中文摘要：

各向同性的负热膨胀材料可以和其他材料复合制备膨胀系数可调节的复合材料，在机械、电子、信息领域具有重要的应用价值。本项目针对低温工程和航空航天领域诸方面对材料热膨胀性能的特殊要求，设计并建立了300K~4.2K温区材料膨胀系数测试装置，探索出掺杂锰氮化物负热膨胀材料最佳合成工艺，发现了的室温附近膨胀系数近似为零的Re掺杂锰氮化物材料，Mn3(Cu0.3Re0.3Ge0.4)N；在低温区膨胀系数近似为零的Ni掺杂氮化物材料，Mn3(Cu0.2Ni0.4Ge0.4)N；在低温下具有负热膨胀系数大，负热膨胀温区宽的新型掺硅、锗元素的锰氮化物材料，Mn3(Cu0.6Si0.15Ge0.25)N，最大负热膨胀系数可达-16×10-6K-1，负热膨胀温区为100K。通过对材料的负热膨胀性能,比热性能,微观结构和磁学性能分析，发现了硅、锗共掺锰氮化物的宽温区负热膨胀行为是由材料的自旋玻璃引起。将这种低温区负热膨胀性能优良的负热膨胀材料，Mn3(Cu0.6Si0.15Ge0.25)N，与环氧树脂复合，调节材料的热膨胀系数和热导率。制备出适合斯特林制冷机活塞用的复合材料。