中文摘要：

采用固相反应法和软化学方法合成固溶化合物Pb1-xM xTiO3（M=RE-稀土，Ba，Sr等），探索不同的合成路线对目标产物的纯度、化学计量性、均匀性及烧结温度的影响；研究变温条件下的相结构、中心离子价态变化及化合物的热力学稳定性；以负热膨胀（NTE）化合物PbTiO3为基，加杂稀土或其它金属元素，不断改变固溶度，测量Pb1-xM xTiO3的晶体结构和热膨胀系数，并研究对介电性质、铁电等性质的影响，制备出热膨胀系数可调、热力学稳定的含稀土铅基钛酸盐功能材料。本研究为进一步揭示负热膨胀机理，探索化合物稳定的热力学形成规律和制备性能优越的铅基钛酸盐功能材料有重要的理论意义和一定的实用价值。

结论摘要：

本项目研究铅基钛酸盐铁电材料Pb1-xAxTi1-yByO3（A＝La、Sr、Cd、Bi、（La1/2K1/2）等；B＝Fe、Zn等不同价态金属原子），通过A位与B位替代研究其负热膨胀性、晶体结构、点阵动力学、热力学稳定性的影响，实现负热膨胀性能可控，并研究PbTiO3负热膨胀机理。国际上首次发现Cd的A位替代不仅提高了PbTiO3的轴比（c/a），而且增强了其负热膨胀效应；BiFeO3的加入使PbTiO3的晶体结构反常变化，轴比、居里温度以及负热膨胀性能同时增加，当x＝0.6时，具有强烈的负热膨胀性（-3.92?10-5℃-1），中子衍射全谱拟合研究发现，当x＝0.3时，Ti与Fe在c轴方向上发生劈裂；研究出一零膨胀均相材料（PbTiO3-0.1BiFeO3-0.3Bi(Zn1/2Fe1/2)O3）（-140～650℃），Raman光谱晶格动力学以及晶体结构精细修正研究表明，Pb-O电子轨道杂化不仅是PbTiO3铁电性的起源，而且对负热膨胀性起重要作用。本工作对制备性能优越的铅基钛酸盐功能材料有重要的理论意义和一定的实用价值。发表SCI收录论文26篇（标注22篇），申请专利7项。