我學者發現較大“熱縮冷脹”效應

科技日報合肥7月12日電 (記者吳長鋒)記者12日從中科院合肥物質科學研究院獲悉，北京科技大學、北京大學祝成功的科研團隊，借助該院強磁場中心穩態強磁場實驗裝置變溫X射線衍射儀，對磁性金屬間化合物的結構和熱力學性質進行研究，發現了該體系中較大的線性負熱膨脹效應。該研究成果以日前發表在美國化學學會期刊《無機化學》上。

大部分材料具有熱脹冷縮性質。但隨著溫度的升高，有些材料的體積反而發生收縮，表現出負熱膨脹的性質。最近幾十年來，負熱膨脹材料引起了極大的關注，是因為負熱膨脹材料可以和正熱膨脹材料進行復合，從而可以調節材料的膨脹系數，甚至實現零膨脹，即隨溫度變化材料不發生熱脹冷縮效應。由于在航天航空、精密機械、微納電子、光學器件等方面的重要應用價值，負熱膨脹材料受到極大的重視和廣泛的研究。

磁性金屬間化合物材料具有較高的相變溫度，并且可以通過其中元素的空位對其進行調控。研究人員借助穩態強磁場實驗裝置變溫X射線衍射儀研究發現：通過化學壓力的調控，在相變溫度附近的溫區產生了一個線性的負熱膨脹的性質區域。研究表明：該體系的負熱膨脹性質來自磁體積效應，即由于自發磁化強度的變化而引起的材料晶胞體積的變化，并且體積變化與磁化強度的平方成正比。