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中国科学院物理研究所首次提出反铁电诱导的负热膨胀（图）
铁电诱导 X射线 光学仪器
2024/3/16
热胀冷缩是一种普遍存在的自然现象，但该效应在工程与器件应用上有时会带来破坏作用。负热膨胀材料随温度变化表现出反常的“热缩冷胀”行为，可通过负热膨胀材料与正常热膨胀材料的复合设计制备体积不随温度变化的材料体系，从而避免因热膨胀效应导致的相关器件失效。因此，负热膨胀材料在光学仪器、精密加工、先进电子学等领域具有广阔的应用前景。然而，目前已知的单相负热膨胀材料仍然有限，开发具有新颖负热膨胀机制的新型材料...
中国科学院金属研究所专利：一种用于薄膜非接触热膨胀测量的低温装置
中国科学院金属研究所 专利 薄膜 热膨胀测量 低温装置
2023/12/21
本实用新型涉及用于薄膜非接触热膨胀测量技术,具体为一种用于薄膜非接 触热膨胀测量的低能耗低温装置(-130℃～250℃)。该装置设有低温-高温炉系统、 试样架系统,低温-高温炉系统采用两级真空双层结构,置于低温-高温炉系统中 的加热器采用锥型-沟槽型结构,置于加热器中的试样架系统采用弹性夹持结构。 本实用新型用非接触方法测量薄膜热膨胀的低能耗,将温度范围扩展到低温,低 温装置在1.5小时内使试样降...
中国科学院合肥研究院开发出基于不对称热膨胀的可编程液态金属光致动器（图）
编程 液态金属光 柔性机器人
2023/12/1
2023年12月1日，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员田兴友和张献团队，受植物卷须启发，利用液态金属微球的光热效应，开发出基于不对称热膨胀的液态金属/聚酰亚胺/聚四氟乙烯（LM/PI/PTFE）可编程光热致动器。该光热致动器在柔性机器人、智能设备和仿生系统领域颇具应用前景。
中国科学院金属研究所专利：一种可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法
中国科学院物理研究所利用磁场实现材料热膨胀大小与符号的调控（图）
材料热膨胀 磁场 原子 器件
2023/8/15
众所周知，“热胀冷缩”是自然界的一种普遍现象。本质上，材料的热膨胀性质与原子的受热振动密切相关。由于各组成材料热膨胀系数的不匹配，可导致相应器件的性能恶化甚至失效。因此，如何调控材料热膨胀性质是基础研究与实际应用普遍关注的科学问题。目前对于热膨胀性质的调控主要集中在元素掺杂、尺寸效应或缺陷化学等方面，鲜有利用外磁场进行热膨胀调控的研究。
中国科学院高能物理研究所专利：同步辐射单色器晶体热膨胀形变检测方法
中国科学院物理研究所专利：一种可调节负热膨胀系数的材料及其制备方法和应用
从玻璃到液体：非晶合金热膨胀系数的1.7倍变化（图）
非晶合金 热膨胀系数 块体非晶合金材料
2023/1/5
块体非晶合金材料因其优异的力学性能受到人们的广泛关注，但什么合金成分能够形成块体非晶合金是一个困扰了人们几十年的难题。统计结果表明，在已知的块体非晶合金成分中有99%的成分含有后过渡金属(Late Transition Metal)（图1）,指的是元素周期表中的VIII族和IB族元素。然而，形成块体非晶合金需要后过渡金属的原因至今尚不清楚。
中国科学院理化技术研究所反常热膨胀光学晶体研究取得进展（图）
反常热膨胀 光学晶体 热胀冷缩
2022/9/7
在外界温度变化时，常规光学晶体因“热胀冷缩”效应，无法保持光信号传输的稳定性（如光程稳定性等），限制了其在复杂/极端环境中精密光学仪器的应用。探索晶体的反常热膨胀性质如零热膨胀，“对冲”外界温场对晶体结构的影响是解决这一问题的有效途径。然而，通过晶格在温度场作用下的精巧平衡来实现零热膨胀颇为困难，一方面，热膨胀率严格等于零的晶体在自然界中不存在；另一方面，目前化学组分调控晶体热膨胀性质的方法，例如...
中国科学院理化技术研究所在反常热膨胀光学晶体研究方面取得进展（图）
反常 热膨胀 光学晶体
2023/1/10
常规光学晶体在外界温度变化时，由于“热胀冷缩”效应，无法保持光信号传输的稳定性（如光程稳定性等），限制了其在复杂/极端环境中精密光学仪器的应用。探索晶体的反常热膨胀性质，如零热膨胀，来“对冲”外界温场对晶体结构的影响是解决这一问题的有效途径。但是，要通过晶格在温度场作用下的精巧平衡来实现零热膨胀是十分困难的。一方面，热膨胀率严格等于零的晶体在自然界中并不存在；另一方面，目前化学组分调控晶体热膨胀性...
磁弹相变螺旋磁体中零热膨胀效应的发现（图）
磁弹相变 螺旋磁体 零热膨胀效应
2023/1/6
作为一大类磁功能材料，磁相变材料在磁性转变的同时，晶体结构对称性改变或晶格常数发生突变。由于自旋-晶格的强耦合作用，相变过程中材料的电子结构、熵和宏观尺寸等物理状态将产生明显变化，进而催生出丰富的物理效应，如巨磁热效应、大磁电阻、磁致应变、铁磁形状记忆效应和反常热膨胀等。
中子衍射研究磁结构调控的晶格畸变和负热膨胀以及压力增强的磁热与压热效应(图)
晶格畸变 MnNiGe GPPD 压热效应
2021/8/18
现代精密制造业（如：集成电路板、光栅、高精度光学透镜等）迫切需要具有特定精确膨胀系数甚至零膨胀的材料，因此作为热补偿的负热膨胀(NTE)材料受到广泛关注。一直以来，调整材料组分被认为是调节其NTE行为最有效的方式，同时也可以利用尺寸效应调控NTE行为。但无论是基于声子诱导机制(如：张力效应)或者是电子诱导机制(如：磁有序转变、铁电有序转变或电荷有序转变)的NTE行为均鲜有超越晶格贡献的限制。
北京科技大学王守国教授团队的郑新奇副教授、许家旺博士生和北京大学杨金波教授团队的杨文云博士合作，借助强磁场中心稳态强磁场实验装置（SHMFF）变温X射线衍射仪，对磁性金属间化合物Cr-Te-Se的结构和热力学性质进行研究，发现了该体系中较大的线性负热膨胀效应。该研究成果以“Large Linear Negative Thermal Expansion in NiAs-type Magnetic I...