高性能负热膨胀新材料与机理 | 进展

背景：材料的热膨胀系数不匹配是工程领域的普遍问题，负热膨胀材料可用于调控复合材料的热膨胀性能，但现有材料种类有限且性能有待提升。研究目的：开发具有宽温区和强效应的负热膨胀新材料，并探索其调控机理。结论：通过引入稀土元素（如BiLuO3、BiYbO3）和阴离子替代（如F元素）等新策略，成功拓宽并增强了钛酸铅基钙钛矿材料的负热膨胀性能；理论计算表明，这些改性通过增强B位原子与O原子的杂化或引起TiO6八面体电子重分布，从而调控晶格畸变，实现负热膨胀效应的优化，为相关材料设计提供了新思路。