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随着科技的发展,许多领域对材料性能的要求,尤其是对材料低热应力性能方面的要求越来越高。因此,具有低热膨胀系数、可控热膨胀系数以及能够延长器件使用寿命的新材料是材料领域的重要研究方向。另外,近零膨胀与可控膨胀材料的多功能开发也越来越受到人们的广泛关注。本文对Y2MO3O12与Er3+、Yb3+共掺Fe2-xYxMo3O12(x=2.0、1.8、1.6、1.4、1.2、1.0、0.8、0.6、0.4、0.2和0)系列材料的水热法制备工艺与热学和光学性能进行了研究。采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜等分析材料的结构、相变、形貌及吸水性,并用荧光光谱仪研究Er3+、Yb3+共掺Fe2-xYxMo3O12系列材料的荧光光谱及上转换发光。1、采用固相法与水热法分别制备Fe2Mo3O12与Y2Mo3O12,通过测试其X射线衍射谱、拉曼光谱与扫描电镜图片,发现水热法得到的目标产物颗粒更小,分布更均匀。经过一系列的调整,最终得到水热法制备Fe2Mo3O12与Y2Mo3O12的最佳工艺条件。水热法的制备温度从固相法烧结的900℃降至200℃附近,特别是,在高温和高压的条件下,颗粒形貌发生很大的变化,不同形貌颗粒可能具有新奇的性能。同时这也为后期制备Er3+、Yb3+共掺Fe2-xYxMo3O12系列材料提供了依据。文章发现Fe2Mo3O12在室温下是单斜相结构,不具有负膨胀特性；Y2Mo3O12是正交相结构,但其在室温下较强的吸水性影响了它的负膨胀特性。2、水热法制备了Er3+、Yb3+共掺Fe2-xYxMo3O12系列材料。对样品进行X射线衍射测试发现,当x≤0.6时,样品呈单斜相。随着y3+离子代替Fe3+离子的增多,晶体的晶格常数变大,密度减小,分子间空隙增大,吸水性增强；而当x≥0.8时样品开始呈正交相结构,因此可以说样品的相变应该发生在0.6<x<0.8的位置。另外,拉曼光谱显示,在x=0.6与x=0.8之间拉曼峰的变化相当明显,在x≤0.6时在992cm-1的波数附近都出现了小的拉曼峰,说明样品呈单斜相结构；当x≥0.8时这个小的拉曼峰消失,此时样品呈正交相结构。从扫描电镜图片的对比中发现,随着x的增大,也就是y3+离子含量的增加,样品颗粒尺寸逐渐减小,形貌越来越规则。当x≤1.4时,样品材料颗粒还不是特别规则；而当x>1.4时,样品的形貌开始变得规则,尤其是样品Fe0.4Y1.6Mo3O12呈明显的片状结构,厚度约0.1gm；样品Fe0.2Y1.8Mo3O12呈现直径约3μm,高约4μm的规则柱状结构。3、Er3+、Yb3+共掺Fe2-xYxMo3O12系列材料的荧光和上转换发光性能。研究发现,发光由Er3+离子的能级跃迁引起。荧光在394nm、434nm与465nm附近的宽带由4G11/2→4I15/2、4F3/2→4I15/2、4F5/2→4I15/2能级跃迁产生蓝紫光,另外在600nm-700nm宽带处较弱的红光由4F9/2→4I15/2能级跃迁产生；上转换发光由2H11/2→4I15/2能级跃迁产生绿光,由4F9/2→4I15/2能级跃迁产生红光。样品表现了很好的上转换发光特性。另外研究对比发现样品材料的形貌对其发光有很大的影响,小颗粒样品,特别是颗粒呈现片状时,材料呈现较好的荧光和上转换发光性能。