中国科学家发现较大“热缩冷胀”效应

记者12日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。但随着温度的升高，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：该体系的负热膨胀性质来自磁体积效应，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。