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钛酸铅是典型的位移型铁电体,存在唯一的铁电-顺电相变(TC=490℃,P4mm—Pm-3m)。近十年来,钛酸铅作为钙钛矿中唯一存在负热膨胀性(NTE)的化合物受到本课题组的重视,表现为室温至居里点剧烈的体积热收缩,NTE系数达到-1.99×10-5/K1。通过大量实验研究,本课题组揭示了钛酸铅及其化合物负热膨胀和铁电性的内在关系,并且利用化学组分和尺寸效应实现了热膨胀的调控,在很宽的温度区间内得到负热膨胀增强及零膨胀材料2-4。钛酸铅特有的热膨胀行为还需进一步探索。已有计算表明,钛酸铅中原子的热振动在不同温度下对热膨胀具有不同的作用5。同位素效应是研究材料物理机制的一种方法,即通过改变原子的热振动,来辨析各原子在热膨胀行为中的具体作用。Raman研究表明,横光学支中的3TO以及存在氧-氧相对振动的B1+E模,其频率存在明显的同位素效应;纵光学支的频率也表现明显的同位素效应。初步研究表明,合成的含有85%O18同位素的钛酸铅室温的晶体结构以及室温以上的NTE行为几乎未发生变化。相关研究正在进行中。