越热越收缩？名古屋大学最新研发：负热膨胀材料

越热越收缩？名古屋大学最新研发：负热膨胀材料 12月来与它类似的、利用相转移原理使得体积可发生变化的新材料其实时不时就有报道，如氧化铋镍、氟化钪、氧化钌、铅钒氧化物等，都能实现超越既有材料数倍到十倍以上的巨大负热膨胀。

不过名古屋大学的负热膨胀材料最突出的地方在于，它更具备环境友善性。之前那些巨大负热膨胀材料往往都会使用高价(Ru、Sc)、对环境有害(Pb)的元素或是合成时需要耗费成本的轴承球高压力等因素，因此很难投入实际应用。有鉴于此，名古屋大学积极探索低价、具有环境亲和性且易于合成的新材料，并关注到焦磷酸锌(Zn2P2O7)。这种材料在132°C会出现构造相转移，相较于低温相，高温相的体积缩小了1.8%。

为了活用这项体积变化性能，研究团队将Zn2P2O7与在68℃也呈现出类似结构相的焦磷酸镁(Mg2P2O7)结合，合成了一款混晶。结果显示，将Zn以20%Mg置换的Zn1.6Mg0.4P2O7在包含室温的-10～80°C温度范围内，线性膨胀系数达到了超过-60 ppm/°C的负热膨胀。

越热越收缩的ZnxMg2-xP2O7材料

总结

名古屋这次被报道的新材料是以锌(Zn)、镁(Mg)、磷(P)为换向阀主要成分构成的氧化物，成本低、具环境友善性，且透过一般固相反应即可容易地合成，无须利用高压或真空封装等高成本的合成方法。此外，它的负热膨胀性能堪比典型的巨大负热膨胀材料Bi0.95La0.0牵引机5NiO3，相信可望助于促进功率刹车马达半导体、3D集成电路等先进电子装置的高机能化、省电力及长寿命化。

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