合成新材料独有热扩展属性

场景东京理工学院研究者最近制作了创新素材 显示特殊热扩充特性

研究人员使用的技术允许合成一种特殊晶状氧化物,内含磷、硫和并显示两种单机负热扩展

亚博网站下载材材首展示此属性应用可能有助于预防复合材料的破坏,如计算机芯片组件,它们会经历突发温度变异

亚博网站下载大部分材料都有能力加热时扩展,当原子相互移位时亚博网站下载材料加热时的广度使用热扩展系数量化亚博网站下载现有行业级材料大都呈正数CTE,

亚博网站下载某些材料产生相反效果 高温时相联亚博网站下载被称为负热扩充的奇异过程可能有助于解决复合材料热损问题

由助理教授牵头亚博网站下载东京理工学院研究团队ToshihiroIsobe研究负CTE素材

负热扩展行为可主要归结为两种机制:阶段转换和框架型机制.

ToshihiroIsobe,东京理工学院副教授

这两种机制都用于工业应用,因为两者都有利弊。亚博网站下载相位转换类材料显出巨大的负CTE值,但可用温度范围有限,限制其操作使用,特别是作为复合材料填充器使用

亚博网站下载对比之下,框架型材料显示温度范围广度热缩影,但由于微小绝对CTE值,实现优先结果需要大量CTE

亚博网站下载多年来,研究者一直在寻找两者之间的适当折中办法,但迄今为止,他们无法找到能经历负热扩展两种机制的材料。

作为其新研究的一部分,发布于亚博网站下载NPG亚洲素材日志,Isobe博士和他的同事报告技术合成由磷、硫和制成的创新晶体氧化物并解释特性

化学公式晶体Zr₂SP语言₂O级₁₂并被Drobe描述为'负CTE素材显示变换和框架型机制加热

研究者发现,虽然Zr₂SP语言₂O级₁₂显示上述负热机制两种机制,一种机制在特定温度下可能居主导地位

举例说,在393K(约120摄氏度)至453K(约180摄氏度)之间,物料快速缩放,少数结构单元变形,表示相位转换

上下温度测距显示收缩值不及标注值,团队则注意到原子间距离和角小变异,这是框架型机制特征

团队还观察了一种吸引人的现象发现晶体在相位转换时更容易变形(120°C-180°C),导致物质大规模收缩(高负CTE)。这有助于生成Zr₂SP语言₂O级₁₂晶体和首选CTE用于特殊应用

创新晶素及其合成机制可打下基础,用相似双机制合成复合物亚博网站下载有了这一方法帮助,材料工程师将能够选择有特殊特性的复合体,按特定操作条件定制制造材料性能

JournalReference:

IsobeT.et al.2020年负热扩展₂SP语言₂O级₁₂基于阶段转换和框架型机制亚博网站下载NPG亚洲素材.doi.org/10.1038/s41427-020-00266-9.

源码 :https://www.titech.ac.jp/english/