摘要：负热膨胀化合物可调控材料的热膨胀系数,在复合材料、精密仪器等方面具有重要的应用前景,成为近年来化学、物理和材料工程领域的研究热点之一.因其晶体结构主要由—M—CN—M—含有双原子氰根(CN)链组成,许多普鲁士蓝类化合物呈现反常的热膨胀性质.本文综述了普鲁士蓝类负热膨胀化合物结构、热膨胀机制与系数调控等方面的研究进展.以氰根配体数量为分类主线,将具有反常热膨胀性的氰根配体化合物分为氰化物、六氰基和八氰基普鲁士蓝类化合物等进行介绍,从局域结构和平均结构角度分析了N和C原子的横向振动对负热膨胀贡献的角度解释了机理,从客体离子或分子嵌入的方法分析了热膨胀调控原理,并对新型普鲁士蓝类负热膨胀化合物的设计及应用进行了展望.

摘要：荧光强度比测温技术在生物组织内部实现了快速和无创的温度探测,但在实际应用中仍受荧光热猝灭及生物组织较大的吸收与散射的影响。本工作采用一步水热法制备了长方体ScF_(3):Yb^(3+)/Er^(3+)纳米晶,利用ScF_(3)特有的负热膨胀属性,提高了激活剂与敏化剂之间的能量传递效率,实现了上转换发光整体34倍的热增强。同时,引入Nd^(3+)构建了近红外-近红外高灵敏度的温度探针(Sa=0.1120 K^(-1)在400 K),并通过对测温曲线的矫正和离体实验,证明了样品在组织内部的测温性能,为解决上转换发光热猝灭和开发生物近红外发射温度探针提供了新的设计思路。

摘要：提出一种拓扑优化设计方法,用于设计同时具有负泊松比和负热膨胀系数的超材料.超材料是人工设计的复合材料,由微米或纳米结构的周期性阵列组成,并具有天然材料难以具备的超常物理性质.基于拓扑优化理论,建立了一个表示多材料微观结构的多相边界的水平集模型,并采用数值均匀化方法来计算微观结构的等效性能,然后通过参数化水平集优化方法实现边界形状的演变和拓扑结构的设计.通过两个数值算例,给出超材料微结构材料分布的优化结果,证明了设计方法的可行性,为实现具备特殊性能的人工材料设计提供了一套系统的设计方法.

摘要：用酸蒸汽水热-相转变法合成了异价取代W位置的立方ZrW1.8V0.2O7.9固溶体.测定了立方ZrW1.8V0.2O7.9和ZrW2O8在不同温度的晶胞参数和有序度,讨论了ZrW1.8V0.2O7.9和ZrW2O8有序度与保温时间和外界压力之间的关系.结果表明,立方ZrW1.8V0.2O7.9表现出负热膨胀的性质.ZrW1.8V0.2O7.9和ZrW2O8的有序度随保温时间的增长而逐渐变大,真空条件下的有序度高于常压下的有序度.

摘要：随着多应用场景对功能器件高热稳定性的要求,负热膨胀材料逐渐进入研究学者的视野。负热膨胀材料与正热膨胀材料的复合,可实现复合材料热膨胀系数的调控,制备近零热膨胀材料,具有广阔的应用前景。该文重点介绍了负热膨胀材料热缩机理及分类,β-锂霞石的研究现状,并对其应用进行了展望。

摘要：采用粉末冶金法制备多孔TiNi合金,并利用无压熔渗镁合金（AZ91D）工艺按设计要求制备具有近零膨胀特性且轻质高强的AZ91D/TiNi复合材料。结果表明：AZ91D质量分数为8.20%-13.95%时,复合材料在一定的温度范围呈现近零膨胀行为,且热膨胀系数实验值与混合定则理论预测值相近;多孔TiNi合金的负热膨胀特性由相变引起的体积变化导致,而其复合材料呈现近零膨胀是由多孔TiNi基体产生的负热膨胀被渗入的镁合金相正热膨胀抵消所致;引入镁合金对复合材料基体合金的相组成和相变行为影响很小,但可显著提高其强度,复合材料仍具有稳定的线性超弹性。

摘要：在现代精密器件中,因存在热梯度,材料的热膨胀成为一个重要的影响因素。通常材料受热后因化学键的伸长而产生膨胀,而仍有一些材料显示异常的(低的或负的)热膨胀特性,这些特性值得深入研究,并以期设计具有应用可能的热膨胀系数可控的材料。众所周知,材料的异常热膨胀特性与框架构造化合物中的晶体结构常存在密切关系。近年来,人们对AMo2O8,APO4,A2Mo3O12类系列框架构造化合物进行了研究,以了解晶体结构对其热膨胀特性和相转变过程的影响。本文综合评述了影响这类材料热膨胀特性和相转变过程相关的结晶学研究结果。

摘要：Negative thermal expansion(NTE),as an abnormal physical behavior,has been followed by scientists’attention over the past 30 years,due to its fascinating physical mechanisms and the prospect of high-precision thermal expansion control[1-5].Although some NTE materials(alloys[6],cyanides[7],fluorides[8-10],nitrides[11],oxides[12,13],MOFs[14-16],etc.)have been found,their number and variety are still very small,limiting their *** and designing new NTE materials is an important and challenging topic for the development of the field of *** have been continually reviewing and summarizing obtained results to look to the future of NTE[17-23].

摘要：力学超材料是具有反直觉力学性质的人工微结构,其性能取决于人工原子的几何结构而不是材料组分。典型的力学超材料通常与4个弹性常数相关联:杨氏模量E,剪切模量G,体模量K和泊松比v。按所调控弹性常数的不同,将几何结构种类繁多的力学超材料分类为负泊松比拉胀材料(v>K)、剪切模量消隐五模式反胀材料(G<<K)、负压缩性材料(-4G/3<K<0)、模式转换可调刚度材料(E)、低密度超强仿晶格材料(E/ρ)、负热膨胀材料。基于人工晶格结构和手性/反手性几何结构单元,扼要地论及在人工几何构筑方面的基本情况,以及不同构型与超常力学性能之间的联系。从而为拓展力学超材料的研究领域提供了系统性的架构,展望了面向3D打印技术制备的力学超材料的发展前景。

摘要：采用溶胶-凝胶技术结合退火工艺在Pt(111)/Ti/SiO2/Si(100)基片上制备ZrW2O8薄膜,并研究了退火温度、退火时间对薄膜的影响。利用X射线衍射(XRD)及扫描电镜(SEM)对薄膜的物相及表面形貌进行表征;利用变温XRD研究薄膜的热膨胀性能。薄膜的变温XRD结果表明,在室温～700℃温度范围内,随着温度的升高,(211)和(310)晶面间距变小,其热膨胀系数为负值,而(332)晶面间距随温度升高变大,显示出正膨胀性质。这表明ZrW2O8薄膜材料的热膨胀性能是各向异性的。