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立方ZrW2-xMoxO8固溶体具备优良的各向同性热收缩性质,具有重要的应用价值。但由于立方ZrW2-xMoxO8固溶体各向同性的负热膨胀性质与其具备的立方结构特点密切相关,而立方晶型在不同的压力、温度等条件下会转化成其他晶型或者生成其他新的化合物从而失去各向同性的热收缩性质。因此研究立方ZrW2-xMoxO8固溶体在各种条件下的相转变行为,并对其相关化合物的性质进行深入探讨,不但具备科学意义,也具备重要的应用价值。 本论文利用共沉淀焙烧合成法合成了立方ZrW2-xMoxO8(x=0-1.2)和三方ZrW2-xMoxO8(x=0.8-2.0)系列固溶体。该系列固溶体的晶体结构类型与组成x密切相关:当0≤x≤0.8和0.9≤x≤1.2时立方相固溶体分别为α-ZrW2O8和β-ZrW2O8结构类型;0.8≤x＜1.5时得到的三方相是LTT-ZrWMoO8结构类型,1.5＜x≤2.0时为α-ZrMo2O8结构类型,x=1.5时,得到的是LTT-ZrWMoO8和α-ZrMo2O8两种结构类型的混合相。深入研究了立方、三方相ZrW2-xMoxO8晶胞参数随着Mo含量的变化规律。立方ZrW2-xMoxO8晶胞参数a和体积V都随着Mo含量x的增大而减小;三方ZrW2-xMoxO8系列的晶胞参数则随着Mo含量的变化呈现出不规律的变化趋势。三方ZrW2-xMoxO8(x=1.7、1.9、2.0)晶胞参数α随着x的增大而增大,c随着x的增大而减小,晶胞体积V随着x的增大而减小;三方ZrW2-xMoxO8(x＝0.8-1.2)晶胞参数α、c以及晶胞体积V都随着Mo含量的增大而增大。我们用其结构特点特别是层的折叠和结构中次级键作用力的变化解释了其晶胞参数的反常变化规律。除此之外,我们还研究了低温三方相与高温三方相的相变及热膨胀性质随着Mo含量的变化规律并对其进行了解释。 利用水热合成法以立方ZrWMoO8和三方LTT-ZrWMoO8为原料合成了水合物ZrWMoO8·H2O,并对其进行了表征。指标化结果表明该水合物为单斜晶系,晶胞参数α=9.0261(6)A,b=6.2802(4)A,c=5.8411(4)A,β:93.11(4)°。该水合物在280℃脱水转变成三方HTT-ZrWMoO8相,表明其与三方相可发生相互转变。TMA测试表明,在室温-160℃温度范围内,水合物显示微弱的正膨胀性质,在200-300℃温度范围内,水合物失去结晶水,体积迅速膨胀。本论文也系统研究了温度、反应时间、填充度、水溶液酸度等因素对立方相和三方相ZrWMoO8生成水合物的影响。 本论文对三方和立方ZfW2-xMoxO8系列固溶体在水热条件下的转化进行了研究。结果表明三方相ZrW2-xMoxO8(x=0.8-1.9)固溶体在水热条件下生成单斜相水合物,但是当Mo完全取代w时,三方相ZrMo2O8在长时间水热条件下生成四方相前驱水合物。对于立方ZrW2-xMoxO8(x=0-1.0)固溶体,在水热环境下也有数量不等的水分子插入其结构中,形成ZrW2-xMoxO8.yH2O水合物。该水合物仍为立方相,但晶胞参数的计算表明,对于立方ZrW2-xMoxO8(x＝0-0.8)固溶体,水分子的进入会导致其晶胞参数的急剧减小;而对于立方ZrW2-xMoxO8(x＝0.9和1.O)固溶体,水分子的进入对其晶胞参数影响不大。以ZrW1.9Mo0.1O8·0.42H2O为例,对水合物的热膨胀性质进行了研究。研究显示ZrW1.9MO0.1O8·0.42H2O已经失去负膨胀性质,膨胀系数由负变正。其在适当温度下也可以脱去其插入的水分子,重新具备负热膨胀性质。