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杂化无机-有机框架材料通常分为有孔和密堆积两大类。其中有孔框架材料具有大孔隙率,高比表面积,可调节的孔径尺寸以及可修饰的功能基团,因此在气体存储、气体分离、药物传递和催化反应等方面具有广阔的应用前景。密堆积框架材料则结构堆积致密,其物理性质和无机非金属材料接近,能表现出优异的介电、铁电和多铁等性质。近年来,尽管有越来越多关于材料的合成和性质方面的研究进展,然而影响其工业生产的一个关键要素—力学性质,至今还没有引起研究人员的足够重视。虽然目前对有孔框架材料(如Zr4O(1,4-benzenedicarboxylate)3, MOF-5;2-甲基咪唑锌,ZIF-8)力学性质的研究已经取得一定的进展,然而对密堆积框架材料力学性质的了解却依然非常有限。本文选取了几类具有代表性的ABX3型密堆积杂化框架材料,通过多种表征手段,对其力学性质进行了系统研究：(1)通过高压同步辐射X-射线衍射实验研究了杂化钙钛矿太阳能电池材料CH3NH3PbI3高压下的结构变化行为,通过分析晶格常数、体积与压强的变化关系,观测到材料在0.49 GPa压强范围内发生相变：利用密度泛函理论(DFT)计算对比分析了材料在两个相的杨氏模量、剪切模量和泊松比等力学性质的变化,同时探讨了相变可能会在柔性太阳能电池使用过程中产生的影响。(2)制备了密堆积框架材料[C(NH2)3][Mn(HCOO)3](1), [(CH2)3NH2] [Mn(HCOO)3] (2)和[NH2CHNH2][Er(HCOO)4] (3).通过变温单晶和粉末X-射线衍射实验分析了其晶体结构和晶格常数与温度的变化关系,发现三种材料都表现出轴负热膨胀特性,1、2和3的负热膨胀效应分别为：ac=-8.2 MK-1,ac=-27.5 MK-1和ab=-7.1 MK-1。采用一种“铰链”模型对三种框架材料的负热膨胀机理进行了详细分析。研究结果表明：氢键的数目以及取向对材料的热膨胀性质有显著的影响。(3)制备了ABX3型钙钛矿结构材料[CH3NH3][Mn(HCOO)3]和[TPrA][Ni(dca)3] (TPrA=(CH3CH2CH2)4N+), dca=N(CN)2-),并通过纳米压痕实验研究了材料的力学性质；实验结果表明[CH3NH3][Mn(HCOO)3]的杨氏模量E和硬度H分别是13.3(2)和0.91(4)GPa,[TPrA][Ni(dca)3]的杨氏模量E和硬度H分别是9.7(1)GPa和0.39(1)GPa。探讨了两种框架材料与其它杂化钙钛矿材料和钙钛矿氧化物力学性质的差异,并阐释原因：这两种材料中X点的[HCOO-]或[dca-]比氧原子和卤素原子在应力下更容易变形,因此其强度相对较低。(4)制备了ABX3型立方密堆积框架材料[DABCOH22+][K(ClO4)3] (DABCOH22+= diazabicyclo[2.2.2]octane-1,4-diium),通过PXRD、高压同步辐射X-射线衍射和DFT计算等表征手段,对材料在高压下的弹性性质进行了系统研究。得到框架材料的体积模量为30(1)GPa,与DFT理论计算值基本吻合,相应的轴向压缩率β为7.6(4)×10。GPa-1。实验结果表明：与有孔杂化框架材料相比(体积模量～5-30GPa),该材料具有不易压缩的特点。通过DFT计算给出材料的全部弹性张量,得到杨氏模量、剪切模量和泊松比分别为31.6-36.6 GPa,12.3-14.6 GPa,0.2-0.32。其杨氏模量和剪切模量明显高于MOF-5和CH3NH3PbI3,并且比ZIF-8高约一个数量级。另外泊松比相比于MOF-5(0.09-0.8)和ZIF-8(0.33-0.57),其范围更窄,这说明了在轴向拉伸和压缩时框架材料会表现出更明显的各向同性。