中國儲能網(wǎng)訊：絕大多數(shù)材料具有熱脹冷縮性能，少數(shù)材料卻能“熱縮冷脹”，隨溫度升高體積縮小，溫度降低體積增大，這類材料被稱作“負(fù)熱膨脹材料”。負(fù)熱膨脹材料可以單獨(dú)用于需要冷膨脹熱收縮的場所，也可用作復(fù)合材料的組元調(diào)節(jié)熱膨脹系數(shù)，即將負(fù)熱膨脹材料與常規(guī)的正熱膨脹材料按一定的方式和配比復(fù)合，精確控制膨脹系數(shù)。
中科院理化技術(shù)研究所低溫工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李來風(fēng)研究員、黃榮進(jìn)副研究員帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)，在國際上率先開展NaZn13型LaFeSi基化合物的負(fù)熱膨脹性能研究。通過對LaFeSi基化合物進(jìn)行成分和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，成功研制出負(fù)熱膨脹系數(shù)和負(fù)熱膨脹溫區(qū)可通過改變組成元素進(jìn)行調(diào)節(jié)的新型負(fù)熱膨脹材料。如，成分為LaFe10.5Co1.0Si1.5的化合物在240~350K溫區(qū)內(nèi)熱膨脹系數(shù)達(dá)到-26.1×10-6K-1。此類材料負(fù)膨脹行為各向同性，且具有較好的導(dǎo)熱性能，在應(yīng)用超導(dǎo)、低溫工程、航天航空、微電子、光電子、精密機(jī)械等高精密技術(shù)領(lǐng)域具著廣闊的應(yīng)用前景。比如，采用此類負(fù)熱膨脹材料可改善大型超導(dǎo)磁體低溫絕緣材料和超導(dǎo)材料之間的熱膨脹系數(shù)匹配性，提高超導(dǎo)磁體運(yùn)行穩(wěn)定性。
相關(guān)論文發(fā)表在Journal of the American Chemical Society，該雜志同時以Swapping metal expands range in negative thermal expansion materials為題，對該工作進(jìn)行了亮點(diǎn)（Spotlight）報(bào)道。
該工作得到國家磁約束聚變能研究計(jì)劃專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金委電工學(xué)科面上基金和中科院“青年創(chuàng)新促進(jìn)會”專項(xiàng)基金資助。
LaFe10.5Co1.0Si1.5材料的熱膨脹性能及樣品照片
