科学|我学者发现了大的“热缩冷涨”效应
科技日报采访人员 吴长锋
采访人员从中科院合肥物质科学研究院获悉 ， 北京科技大学、北京大学祝成功的科研团队 ， 借助该院强磁场中心稳态强磁场实验装置（SHMFF）变温X射线衍射仪 ， 对磁性金属间化合物的结构和热力学性质进行研究 ， 发现了该体系中较大的线性负热膨胀效应 。该研究成果以日前发表在美国化学学会期刊《无机化学》上 。
大部分材料具有热胀冷缩性质 。但随温度的升高 ， 有些材料的体积反而发生收缩 ， 表现出负热膨胀的性质 。最近几十年来 ， 负热膨胀材料引起了极大的关注 ， 是因为负热膨胀材料可以和正热膨胀材料进行复合 ， 从而可以调节材料的膨胀系数 ， 甚至实现零膨胀 ， 即随温度变化材料不发生热胀冷缩效应 。由于在航天航空、精密机械、微纳电子、光学器件等方面的重要应用价值 ， 负热膨胀材料受到极大的重视和广泛的研究 。
磁性金属间化合物材料具有较高的相变温度 ， 并且可以通过其中元素的空位对其进行调控 。研究人员借助稳态强磁场实验装置变温X射线衍射仪研究发现：通过化学压力的调控 ， 在相变温度附近的温区产生了一个线性的负热膨胀的性质区域 。研究表明：该体系的负热膨胀的性质来自于磁体积效应 ， 即由于自发磁化强度的变化而引起的材料晶胞体积的变化 ， 并且体积变化与磁化强度的平方成正比 。
这一研究成果对磁性材料反常热膨胀机理的探索具有重要意义 ， 也为该类材料的应用提供了物理和材料基础研究的支撑 。该项目研究得到国家重点研发计划和国家自然科学基金等项目的支持 。
【科学|我学者发现了大的“热缩冷涨”效应】
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