物理所&北科大JACS：利用连续磁相变策略实现超宽温区零热膨胀

背景：零热膨胀材料因其体积在特定温度范围内保持稳定，可抑制热应力与结构破坏，在航空航天、精密光学等领域具有重要应用价值。传统因瓦合金等材料受限于单一磁相变，零热膨胀温区较窄。研究目的：中国科学院物理研究所与北京科技大学合作，旨在通过连续磁相变策略设计并制备具有超宽温区零热膨胀性能的新材料。结论：研究团队在非化学计量比kagome金属(Hf,Ti)Fe₂₊ₓ中，通过高温退火实现元素非均匀分布，构建多重磁有序，在Hf0.6Ti0.4Fe2.54材料中实现了112-525 K超宽温区的零热膨胀，平均线性热膨胀系数仅为0.76×10⁻⁶ K⁻¹。磁化测试与结构分析表明，反占位Fe原子引入的磁交换作用稳定了磁有序，通过连续磁相变与声子效应的补偿，实现了跨越室温的零热膨胀，为宽温区零热膨胀材料设计提供了新思路。