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负热膨胀材料的研究及应用王献立;付林杰;许坤【摘要】综述了近年来发现的负热膨胀材料的种类及负热膨胀机理,着重介绍正负膨胀材料的复合,制备可控膨胀、低膨胀、近零膨胀材料及其应用前景.【期刊名称】《信息记录材料》【年(卷),期】2018(019)012【总页数】2页(P38-39)【关键词】负热膨胀;热缩机理;研究进展【作者】王献立;付林杰;许坤【作者单位】郑州航空工业管理学院物理实验中心河南郑州 450046;郑州航空工业管理学院物理实验中心河南郑州 450046;郑州航空工业管理学院物理实验中心河南郑州 450046【正文语种】中文【中图分类】TQ0161 引言绝大多数材料具有热胀冷缩的性质，但是材料的热胀冷缩会加速机器部件老化、使用性能下降、甚至接触面分离，脱落。
近几年材料类另一分支负热膨胀材料（Negative thermalexpansion materials，简称NTEM）[1-2]逐渐受到大家关注，它是指在一定的温度范围随温度的变化反常膨胀的一类化合物。
通过膨胀系数异性的材料的掺杂复合，制备出热膨胀系数可控或膨胀系数接近零的材料。
长久以来，探索和制备新的膨胀系数低、近零、甚至负膨胀化合物材料一直受到国内外研究团队的重视。
热膨胀系数具有可调节性，利用不同膨胀性能的材料，通过固相烧结法，可以制备出膨胀系数较低或接近零膨胀系数的材料，进而可以最大限度的减少材料在高温产生的内应力，增加材料的抗热冲击的强度。
2 负热膨胀材料的分类大多数负膨胀材料都是氧化物类的，根据含氧个数可分为：（1）氧 1系列：H2O，Cu2O[3]，Ag2O；（2）氧2系列：CuScO2，SiO2-TiO2玻璃；（3）氧3系列：钙钛矿结构[4]，如BiTiO3，PbTiO3，Pb（Mg1/3Nb2/3）O3和 Pb（Zn1/3Nb2/3）O3；（4）氧4系列：AlPO4，FePO4以及热液沸石[5-6]；（5）氧5系列：NbVO5，TaVO5；（6）氧6系列：SrCo2O6；（7）氧7系列：AM2O7（A=Zr，Hf，Si，Th，U等；M=P，V，As)在AM2O7系列负热膨胀中，A4+离子可以是Zr，Hf，Th，U，Sn，Ti等，M由V，P或V1-PX的组合构成；（8）氧 8系列：AM2O8（A=Zr，Hf；M=W，Mo）[7]；（9）氧12系列：NZP（NaZr2P3O12），NaTi2P3O12，A2(MO4)3(A=Y，Al，Sc等；M=W，Mo)[8]；（10）氧24系列：CTP(CaTiP6O24)，CaZr4P6O24；其他还有M(CN)2(M=Zn，Cd)系列，Mn3AX(A=Ga，Al，Cu，Zn，In，Sn等；X=C，N)，R2Fe17-xMxX(M=Cr，Mn，Si，Al等；X=B，C，N，H等)等。
论文题目：钛酸铅基化合物晶体结构及其负热膨胀性作者简介：陈骏，男，1979年8月出生，2001年9月师从于北京科技大学邢献然教授，于2007年3月获博士学位。
中文摘要钛酸铅（PbTiO3）是一种重要的钙钛矿结构的铁电体，在介电、压电、铁电、热释电等方面具有重要的研究与应用价值；同时，它在室温至居里温度范围内还表现出奇特的热缩冷胀行为，即负热膨胀性（NTE），这种负热膨胀行为是其它钙钛矿结构化合物所不具有的，如CaTiO3、BaTiO3、KNbO3、BiFeO3等。
研究PbTiO3的负热膨胀性将有利于开发出负热膨胀性可控以及零膨胀材料，拓展负热膨胀材料在实际中的应用，PbTiO3负热膨胀机理的研究可指导新型负热膨胀材料的开发。
本论文主要以钙钛矿结构的铁电材料Pb1-x A x Ti1-y B y O3（A＝La、Sr、Cd、Bi、（La1/2K1/2）等；B＝Fe、Zn等不同价态金属原子）为中心，研究A 位与B位替代对其负热膨胀性、晶体结构、点阵动力学的影响，实现负热膨胀性能可控，开发零膨胀材料，并研究PbTiO3负热膨胀机理。
本文研究了Pb1-x A x TiO3（A＝La、Sr、（La1/2K1/2）、Cd）体系的固溶体特性、晶体结构以及负热膨胀性能受掺杂的影响。
La、Sr、（La1/2K1/2）的掺杂都使PbTiO3的轴比（c/a）及居里温度（T C）不同程度地线性下降，La的掺杂大幅度地降低了PbTiO3的负热膨胀性能，在0.15 ≤ x La ≤ 0.20范围内，Pb1-x La x TiO3表现出零膨胀性能。
PbTiO3-CdTiO3体系中，Cd的A位替代不仅提高了PbTiO3的轴比（c/a），而且增强了其负热膨胀效应，这是目前所发现的唯一能使PbTiO3负热膨胀性得到增强的A位掺杂体系。
Pb1-x La x TiO3晶体结构研究发现，La的掺杂使四方相点阵晶格中Pb/La与Ti原子的自发极化位移（c轴方向）非线性降低，然而位移比值（δPb/La/δTi）呈线性降低趋势，氧八面体具有刚性特征不受La掺杂的影响；Pb1-x Cd x TiO3体系X射线与中子衍射联合晶体结构研究发现，Pb1-x Cd x TiO3体现反常的晶体结构特征，虽然轴比（c/a）增加，但是Pb/Cd与Ti原子自发极化位移反常下降，从而导致居里温度的略微降低。
一种负热膨胀材料cuvpo及其制备方法嘿，朋友们！今天我要给你们介绍一种超级酷的材料，就像是材料界的“怪咖”——CuVPO，这可是负热膨胀材料哦。
你能想象有一种材料，就像一个调皮的小怪兽，别的材料受热就膨胀，它倒好，受热反而收缩，简直是材料世界里的叛逆小子。
这CuVPO的制备啊，就像是一场奇妙的魔法之旅。
首先呢，我们得像准备魔法药剂的原料一样，精心准备好铜源、钒源和磷源。
铜源就像是魔法中的金闪闪的魔力元素，它可是这个材料的重要组成部分，就像超级英雄团队里的关键成员。
然后把这些原料按照特定的比例混合起来，这个比例可不能马虎，就像厨师做菜时放盐的量，多一点少一点都不行。
这时候的混合过程就像是一场盛大的舞会，各种元素在里面欢快地旋转、交融。
接着呢，我们要选择合适的反应环境，这就好比是为小怪兽选择一个合适的巢穴。
温度和压力都要恰到好处，温度就像是巢穴里的温度调节器，压力则像给巢穴施加的神秘力量。
在反应过程中，那些原子就像是一群勤劳的小工匠，在这个特殊的“工地”上忙碌地构建着CuVPO的结构。
它们按照既定的规则，一个接一个地搭起框架，就像搭积木一样，不过这个积木可是超级微观的哦。
有时候啊，还需要加入一些助剂，助剂就像是魔法中的小咒语，能让整个反应更加顺利。
它能帮助那些原子更好地排列，就像交通协管员指挥车辆有序行驶一样。
反应结束后，我们得到的CuVPO就像是一颗刚刚诞生的魔法水晶，充满了神奇的力量。
它那独特的负热膨胀性能，就像一种隐藏的超能力。
在对它进行后续处理的时候，我们要小心翼翼的，就像对待稀世珍宝一样。
不能有一点磕碰，不然就可能破坏它那神奇的结构。
经过一系列的加工和检测，这个CuVPO材料就可以闪亮登场啦。
它在很多领域都有着巨大的潜力，就像一颗潜力无限的新星。
比如说在精密仪器制造领域，它就像一个精准的小助手，能够避免因为热膨胀而带来的误差。
它真的是一种超级有趣又超级实用的材料呢！。
北京航空航天大学科技成果——具有负热膨胀性质的合金材料及其制备技术项目简介自然界中绝大多数材料具有正的热膨胀性质，即在一定温度范围内，随着温度的升高，材料在某一个方向或多个方向发生膨胀。
在实际工程应用中，对工程构件的稳定性、精密度、使用寿命等具有很大的影响。
负热膨胀材料是一种很好的膨胀抑制剂，可以用来调和正热膨胀，提高工程构件精密度和使用寿命等。
到目前为止，科学家在氧化物、金属间化合物、金属合金等材料体系中均发现了负热膨胀性质。
绝大部分具有负膨胀性质的铁电体材料，其发生负热膨胀的温区都很广，但是膨胀系数却很小；磁性材料中，如反钙钛矿结构化合物虽然具有较大的膨胀系数，但其发生负热膨胀现象的温度区间比较窄，或由于高于/低于实际使用温度范围；这些都严重限制了其性能和应用。
此外从材料的实用性出发，研究开发金属类的负热膨胀材料是非常有实用价值的。
因此，本项目研发了一种具有负热膨胀性质的固体金属合金材料及其制备方法，可以作为膨胀抑制剂材料使用，在航空航天、精密仪器等领域具有潜在的应用价值。
技术描述本项目研发了一种具有负热膨胀性质的固体金属合金材料及其制备技术，可以作为膨胀抑制剂材料使用，该类合金材料在一定温度区间内具有负热膨胀性质，其化学通式为MnNi1-x Fe x Ge/Cu或者Mn1-y Fe y NiGe/Cu（0≤x≤1，0≤y≤1）。
如MnNi0.90Fe0.10Ge/35wt%Cu 合金材料在176K<T<247K具有负热膨胀性质，其热膨胀系数为-56.7357×10-6K-1。
本技术制备的负热膨胀合金材料具有以下优点：1、线膨胀系数较大，发生负热膨胀的温度区间较大；2、通过控制基底材料的含量可以调控发生负热膨胀的温度区间和线膨胀系数；3、本合金材料是金属材料。
低温制冷材料的研究进展一、引言低温制冷材料是一种能够让物体冷却的材料，主要适用于空调、冰箱、超导材料等领域。
如今，随着科技的不断进步，低温制冷材料的研究进展也在不断加快。
本文将介绍低温制冷材料的研究进展。
二、传统低温制冷材料传统的低温制冷材料包括制冷剂、冰和干冰。
制冷剂的制冷效果最好，制冷和制热的性能也较为稳定，但是存在一些问题，如对臭氧层的破坏和对全球变暖的影响。
冰和干冰的制冷效果相对较弱，但干冰不会裂解，可以提供长时间的低温制冷。
三、新型低温制冷材料的研究进展（一）磁性低温制冷材料磁性低温制冷材料主要是指铁磁性材料和热能变形材料。
铁磁性材料通过磁场控制其热容量和热导率，实现快速的低温制冷。
热能变形材料则可以利用内部结构的形变来控制材料的温度。
其制冷效果和制冷速度均较好，但目前应用范围较窄。
（二）超导材料超导材料的制冷效果很好，已被广泛应用于磁共振成像、量子计算等领域。
超导材料的制冷原理基于材料的完全电子配对和良好的电子输运性能，可以实现很低的温度和很高的制冷效率。
目前已经开发出了以铜氧化物为基础的高温超导材料，并不断探索新的材料体系。
（三）负热膨胀材料负热膨胀材料是一种具有特殊结构和功能的材料，其热膨胀系数为负值，可以实现低温制冷。
这类材料可以利用热膨胀系数的变化来制造一种可逆性制冷效应。
目前，该类材料的研究进展较快，已经被广泛应用于制冷和温度控制领域。
四、未来展望低温制冷材料的研究进展未来有望在以下几个方面进行深入探究：首先，继续开发多种新型的低温制冷材料；其次，进一步提高低温制冷材料的制冷效率和制冷速度；最后，不断优化材料的使用环境和制冷效果，实现低成本、高效率的低温制冷。
五、结论低温制冷材料的研究和开发一直是物理化学领域的热点，也是科技创新的重要方向。
随着新型技术和新型材料的涌现，未来低温制冷材料的发展将是非常值得期待的。
A2Mo3O12系列材料的相变、吸水性及负膨胀性能调控研究的开题报告背景介绍：负膨胀材料被广泛应用在光学、电子、航空航天等领域中。
负膨胀材料的主要特点是，其体积随温度升高而减小，这种特性与普通的材料相反。
因此，负膨胀材料可以被用作抵消其他材料在温度变化时可能发生的膨胀。
A2Mo3O12 (A=K, Rb, Cs) 系列材料是一类潜在的负膨胀材料，其具有独特的结构和吸水性能。
该系列材料在吸水后可以发生相变，并且在相变过程中会发生体积收缩，从而产生负膨胀效应。
因此，这些材料在制备负膨胀材料方面具有极大的潜力。
但是，这些材料的相变性质、吸水性能和负膨胀效应的调控机理目前尚不清楚。
研究目的：本研究旨在通过制备和表征 A2Mo3O12 系列材料，并探究其相变性质、吸水性能和负膨胀效应调控机理，以期为制备高性能负膨胀材料提供理论和实验基础。
研究内容：1. A2Mo3O12 系列材料的制备: 采用固相法或水热合成法制备A2Mo3O12 系列材料，并通过 X 射线衍射、扫描电子显微镜等手段进行材料结构表征。
2. A2Mo3O12 系列材料的相变性质研究：采用差示扫描量热法、X 射线衍射等手段研究 A2Mo3O12 系列材料在吸水和温度变化条件下的相变性质。
3. A2Mo3O12 系列材料的吸水性能研究：采用热重分析法、气吸附法、红外光谱法等手段探究 A2Mo3O12 系列材料的吸水性能，以及吸水与相变之间的关系。
4. A2Mo3O12 系列材料的负膨胀效应调控机理研究：通过实验手段和理论分析探究 A2Mo3O12 系列材料的负膨胀效应调控机理，以期为制备高性能负膨胀材料提供理论和实验基础。
研究意义：本研究将为理解 A2Mo3O12 系列材料的相变性质、吸水性能和负膨胀效应调控机理提供理论基础和实验依据。
该研究对负膨胀材料的基础研究和应用具有重要意义，可以为制备高性能负膨胀材料提供理论和实验基础，为推动材料科学和技术的发展做出贡献。
金属有机框架结构材料的负热膨胀性刘占宁;陈骏;邓金侠;邢献然【期刊名称】《中国材料进展》【年(卷),期】2015(034)007【摘要】框架结构材料如ZrW2O8,ZrMo2O8等,因其特有的原子排列方式往往呈现出负热膨胀性(NTE)等特殊性能.沸石和普鲁士蓝结构材料由于其特有的骨架构型,也表现出了负热膨胀性能,即体积随温度的升高而收缩.近年来,以配位化学为基础发展起来的金属有机骨架结构(Metal-Organic Frameworks,MOFs)材料正迅猛发展,新的结构不断被发现,其中不乏一些物质也表现出了负热膨胀性,如IRMOFs,HKUST-1,MIL-53等,且一些物质具有巨大的负热膨胀系数,如Ag3Co(CN)6.MOFs材料的负热膨胀性起源于其骨架中桥连原子垂直于连接方向的横向振动,而MOFs材料的热膨胀性能还涉及到配体的柔性带来的影响以及变温过程中配体的转动等行为.综述了MOFs材料的反常热膨胀性研究近年来取得的进展及展望,以期引发更多的学者对该领域的研究兴趣.【总页数】6页(P503-508)【作者】刘占宁;陈骏;邓金侠;邢献然【作者单位】北京科技大学物理化学系,北京100083;北京科技大学物理化学系,北京100083;北京科技大学物理化学系,北京100083;北京科技大学物理化学系,北京100083【正文语种】中文【中图分类】O7;TB3【相关文献】1.Y0.18-x Ybx Ta0.18Zr0.64O2材料的相结构、相稳定性和热膨胀性能研究 [J], 王晓静;宋希文;谢敏;张永和2.制备方法对ZrO2-ZrW2O8复合材料的微观结构和热膨胀性能的影响 [J], 刘红飞;张志萍;程晓农3.共挤出型芯-表结构木塑复合材料弯曲性能与热膨胀性能的研究 [J], 黄润州;冒海燕;KIM Brimjune;WU Qinglin4.编织结构复合材料热膨胀性能的影响因素 [J], 吕静;杨彩云5.作为药物载体金属有机框架的功能化材料研究进展作为药物载体金属有机框架的功能化材料研究进展 [J], 韩莎莎;赵僧群;刘冰弥;刘宇;李丽因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
