2020年12月21日
在东京技术学院的最近,研究人员产生一种创新的材料展览时,特殊的热膨胀性能。
图片来源:Toshihiro Isobe,东京理工学院。
采用的技术研究人员允许特殊晶体的合成氧化物含有磷、硫和锆和显示两个独立的负热膨胀机制。
这种材料是第一个展示这个属性及其复合材料的应用程序可能有助于防止损害,像计算机芯片组件,经历突然的温度变化。欧洲杯足球竞彩
大部分的材料有能力扩展加热,随着原子欧洲杯足球竞彩彼此远离。加热后的材料的可扩展性是利用量化的热膨胀系数(CT欧洲杯足球竞彩E)。大多数现有的工业级材料有积极的CTE,这使得他们的表现差在受到更极端的温欧洲杯足球竞彩度。
但某些材料接受相反的效果欧洲杯足球竞彩,且合同在较高的温度下。这个奇怪的过程被称为负热膨胀可能帮助解决问题的热损伤复合材料。欧洲杯足球竞彩
由助理教授Toshihiro Isobe,从东京理工学院的一个研究小组一直在研究材料- CTE。欧洲杯足球竞彩
负热膨胀行为可以主要归因于两种类型的机制,相变和框架型机制。
Toshihiro Isobe、副教授、东京理工学院
这些机制都是用于工业应用都有优点和缺点。阶段转换类型材料表现出巨大的负ct但是狭窄的欧洲杯足球竞彩使用温度范围,限制他们的操作使用,特别是填料在复合材料。
相比之下,框架型热收缩材料展览在一个广泛的温度范围内,但欧洲杯足球竞彩由于他们有绝对CTE值小,他们需要大量实现更好的结果。
多年来,研究人员一直在寻找一个适当的妥协,但到目前为止,他们还没有找到材料,可以同时体验负热膨胀机制。欧洲杯足球竞彩
作为他们的新研究发表在NPG亚洲材料欧洲杯足球竞彩杂志,Isobe博士和他的同事们报告技术合成一个创新的结晶氧化物制成的磷、硫和锆和解释其特征。
这个水晶是锆的化学公式2SP2O12Isobe博士,它的特征是“消极CTE材料加热后显示过渡和框架型机制。”
研究人员发现,尽管锆2SP2O12显示了负热机制机制上面提到的,一个可能主要在指定的温度。
举个例子,在393 K(大约120°C)和453 K(大约180°C),材料收缩迅速和一些结构单元的变形,标志着一个过渡阶段。
但高于和低于这个温度范围内,收缩并不明显,和团队,而注意到小债券的长度和角度的变化之间存在原子,这是框架型机制的特征。
此外,团队观察到一个有趣的现象。他们发现少的晶体晶格中硫原子更容易变形时的相变(120°C - 180°C),导致一个巨大的收缩的材料(高- CTE)。这可能是有用的生产锆2SP2O12晶体的首选CTE特定的应用程序。
这种创新的晶体材料及其合成机理可能为化合物的合成奠定基础与一个类似的双重机制。借助这种方法,材料工程师可以选择化合物具有特定属性来定制制造材料特定操作条件下的性能。欧洲杯足球竞彩
期刊引用:
Isobe、T。等。(2020)在α-Zr负热膨胀2SP2O12基于相变和框架型机制。NPG亚洲材料欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1038/s41427 - 020 - 00266 - 9。
来源:https://www.titech.ac.jp/english/