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零膨脹性能材料領(lǐng)域最新研究進展——《Advanced Materials》
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《Advanced Materials》雜志9月12日在線刊登北京工業(yè)大學(xué)宋曉艷教授研究組（研究組網(wǎng)址：http://cms.bjut.edu.cn）在零膨脹材料研究領(lǐng)域最新進展。 極極少數(shù)的納米領(lǐng)域零膨脹材料研究報道，請珍惜收藏。 相關(guān)中文內(nèi)容簡述報道請參見科學(xué)網(wǎng)最新報道： http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201191415434634719377.shtm 正文可同時下載 Materialsview報道內(nèi)容： A Material for All Weathers (with Zero Thermal Expansion) by Carol Stanier published: 2011-09-26 Specialized materials that do not change their volume with alteration of temperature may now be easier to produce, thanks to work by a multinational team of scientists into the mechanism of such behavior in antiperovskite manganese nitrides. Every child learns in school that materials expand or contract with changes in temperature. There are only a few special materials that barely or do not alter their volume in response to temperature, and this normally only occurs over a relatively narrow temperature window. This property is called zero thermal expansion. But such materials are in great demand for both precision engineering of sensitive bulk systems and as components for nanodevices. For example, the gyroscopes used in spacecraft must maintain the same functionality independent of the temperature at which they operate. The most common way to control thermal expansion is by combining materials with different thermal expansion behavior, however, this method leads to local stresses and strains that often enhance material fatigue and thus shorten component lifetime. Zero thermal expansion in a single, uncombined material is only known in a few cases, one of which is a class of materials called antiperovskite manganese nitrides. Now, Xiaoyan Song at Beijing University of Technology, China, and co-workers from as far afield as NIST in Gaithersburg, USA, University of Jena in Germany, the Chinese Academy of Sciences, and the National Institute for Materials Science in Tsukuba, Japan, have worked together on these antiperovskite manganese nitrides to discover how the effect occurs and thus to extend it beyond the normal temperature ranges for these materials. The scientists found that the thermal expansion behavior of the antiperovskite manganese nitrides can be controlled by altering the lattice site occupancy of the manganese within the solid-state structure, i.e., each compound has a fixed number of available sites that can be occupied by manganese and some of these sites may be left unoccupied while the whole structure is still retained. Such alteration affects the magnetic ordering in the material which in turn influences the behavior of the material with respect to temperature. The scientists achieved a much larger than usual range of temperatures over which zero thermal expansion occurs in antiperovskite manganese nitrides; three to four times greater than previously reported. Professor Song believes that their mechanism for altering the zero thermal expansion behavior is a universal one that could be applied to other types of material also. This result should enable materials scientists to provide engineers and nanoscientists with new and varied building blocks for the most critical of applications. [ Last edited by wenzhe8228 on 2011-9-30 at 15:27 ] |
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9樓2011-09-15 19:28:52
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wenzhe8228(金幣+1):謝謝參與
wenzhe8228(金幣+1):謝謝參與
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這個研究組好像發(fā)了很多高水平論文啊 宋曉艷教授負(fù)責(zé)的課題組在納米結(jié)構(gòu)新型功能材料的制備技術(shù)方面，已獲得授權(quán)發(fā)明專利15項；在納米材料的熱穩(wěn)定性與相穩(wěn)定性的基礎(chǔ)研究方面，在Adanced Materials (影響因子IF 10.86), ACS Nano (IF 9.86), Nanoscale (IF 4.12), Applied Physics Letters (IF 3.82), Acta Materialia (IF 3.78)等國際知名刊物上發(fā)表影響因子3.0以上的論文15篇。 這次是宋曉艷教授在Advanced Materials上發(fā)表的第二篇學(xué)術(shù)論文，也是我校在納米結(jié)構(gòu)新型功能材料方面取得的又一重要研究成果。 |
10樓2011-09-15 19:55:14
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材料學(xué)院新型功能材料研究獲得重要進展 發(fā)布時間：2011年09月15日 17:11 | 發(fā)布部門：材料學(xué)院 | 閱讀人數(shù)：42 最近，材料學(xué)院新型功能材料教育部重點實驗室宋曉艷教授負(fù)責(zé)的課題組，在納米結(jié)構(gòu)新型功能材料研究方面獲得重要進展。 該課題組在國際上首次制備出了平均晶粒尺寸減小到約十個納米的超細(xì)納米晶反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氮化合物塊體。該化合物體系是目前最具潛力的具有零膨脹性能的材料之一。與美國國家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所黃清鎮(zhèn)研究員等合作，通過中子衍射分析，發(fā)現(xiàn)超細(xì)納米晶反鈣鈦礦結(jié)構(gòu)錳氮化合物塊體在12~230K的超寬溫度范圍內(nèi)展現(xiàn)出令人驚喜的零膨脹性能，其熱膨脹系數(shù)的絕對值僅為|α|= 1.18×10-7K-1。實驗結(jié)果證實，材料納米化是降低某些晶格陣點占位率的一條創(chuàng)新和有效的途徑。研究指出，凡是能改變磁結(jié)構(gòu)中原子占位率的方法，均可能通過調(diào)整磁有序化過程而控制材料負(fù)熱膨脹和正熱膨脹之間的平衡關(guān)系，從而實現(xiàn)對單一化合物材料熱膨脹行為乃至零熱膨脹性能的精確操控。該機理原則上適于任何具有磁彈性（磁致伸縮特性）的材料體系，可根據(jù)實際需要設(shè)計開發(fā)適應(yīng)于不同領(lǐng)域的新型零膨脹材料。這為先進功能材料的研發(fā)提供了重要的學(xué)術(shù)思路和技術(shù)途徑。 該研究結(jié)果以不做任何修改的方式優(yōu)先發(fā)表（“publish online with maximum priority”）在近期的《先進材料》（Advanced Materials 2011, doi: 10.1002/adma.201102552）上。同時，該項工作以題為“Zero Thermal Expansion is Controllable in Magneto-elastic Materials (磁彈性材料中的零膨脹實現(xiàn)可控)”在國際材料權(quán)威媒體MaterialsViews作了專題報道。 近年來，在學(xué)院的大力支持下，宋曉艷教授負(fù)責(zé)的課題組在納米結(jié)構(gòu)新型功能材料的制備技術(shù)方面，已獲得授權(quán)發(fā)明專利15項；在納米材料的熱穩(wěn)定性與相穩(wěn)定性的基礎(chǔ)研究方面，在Adanced Materials (影響因子IF 10.86), ACS Nano (IF 9.86), Nanoscale (IF 4.12), Applied Physics Letters (IF 3.82), Acta Materialia (IF 3.78)等國際知名刊物上發(fā)表影響因子3.0以上的論文15篇。 這次是宋曉艷教授在Advanced Materials上發(fā)表的第二篇學(xué)術(shù)論文，也是我校在納米結(jié)構(gòu)新型功能材料方面取得的又一重要研究成果。在此，我們表示熱烈祝賀。 材料學(xué)院 |
11樓2011-09-15 19:57:01
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