随着空间探测、先进武器、电子信息、医疗健康等领域中关键核心装备向着轻量化、高精度、高稳定、高可靠、长寿命等方向迅速发展，对材料的性能要求也更为严格。因此迫切需要一种新型结构功能一体化材料，同时满足零膨胀、良好力学性能以及易成型加工等综合性能。材料复合化是改善与调控材料基本属性与综合性能的重要方法之一。通过选择合适的增强体与基体材料，结合组分与界面设计，可实现对材料热膨胀系数、热导率、弹性模量、弯曲强度等热学、力学性能的改善与提高。

  基于材料热膨胀系数“正负中和”的设计思想，以负热膨胀反钙钛矿锰氮化物为增强体，纯铝为金属基体，通过真空热压烧结技术成功地制备出轻质、高模、近零膨胀铝基复合材料。项目首次提出通过主动学习方法对反钙钛矿锰氮化物的负热膨胀性能进行预测，以此指导负热膨胀反钙钛矿锰氮化物的成分设计与制备。

对于反钙钛矿锰氮化物而言，原子掺杂是最简单、最直接、最有效调控其负热膨胀性能的方法。掺杂原子的种类、位置、含量均会影响其负热膨胀性能，这使得负热膨胀材料的种类和数量大幅度增加，极大地丰富了反钙钛矿锰氮化物的负热膨胀性能，显著地扩大了其应用范围。由于反钙钛矿锰氮化物的负热膨胀行为仅出现在某个温度范围内，在实际应用时需要根据其具体的使役工况和热膨胀性能对反钙钛矿锰氮化物进行优选。目前，文献报道到的负热膨胀反钙钛矿锰氮化物的体系与数量有限，无法满足不同领域的应用需求，需要不断对反钙钛矿锰氮化物的热膨胀性能进行探索。然而，反钙钛矿锰氮化物在成分维度上具有巨大的未知性，导致其负热膨胀性能的不确定性显著。由于材料组分与负热膨胀性能之间影响机理机制不明确，对于成分未知的材料进行热膨胀性能预测几乎无法实现。此外，传统的材料制备与试验测试的方法具有较强的盲目性，且工作量大、周期长、效率低下，难以实现大规模的数据积累，极大地限制了满足使役性能要求的反钙钛矿锰氮化物的优选。因此，迫切需要一种高效的反钙钛矿锰氮化物设计与研究方法，快速地获得大量、准确的负热膨胀性能数据。

本项目基于负热膨胀反钙钛矿锰氮化物机器学习的预测结果，开展不同不同成分反钙钛矿锰氮化物的的制备与性能研究工作。并将试验结果与第一性原理、机器学习相融合，开发出满足要求的多种负热膨胀反钙钛矿锰氮化物，并与铝基体复合得到近零膨胀材料。