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RE2(Fe,Co)17基稀土化合物的合成与热膨胀性研究
结题报告
批准号:
21701008
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
林鲲
依托单位:
学科分类:
B0502.无机功能材料化学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
尤力、刘辉、曹宜力、刘晓楠
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中文摘要
负热膨胀材料为解决热膨胀问题带来了契机,然而大多数负热膨胀化合物属于陶瓷或粉体材料,因力学性能差、导热系数低等固有缺陷限制了其实际应用。金属材料具有良好应用价值,目前已知的具有负热膨胀性的金属体系却十分稀少,并且其热膨胀性调控较难。本项目拟选取高居里温度RE2(Fe,Co)17(RE=稀土元素)基化合物作为研究对象,通过RE和Fe/Co位置的取代制备出几种热膨胀性可调的稀土基金属材料。利用同步辐射、中子衍射等手段研究晶体结构和磁结构;采用磁性/非磁性元素取代,进行热膨胀改性,研究稀土4f磁矩对负热膨胀性的特殊贡献;通过施加原位磁场,探索磁性对负热膨胀性的影响。研究结果将进一步深化对稀土磁性化合物热膨胀性的认识,为设计和开发具有“理想”热膨胀性的新型金属功能材料提供新的途径。
英文摘要
Negative thermal expansion (NTE) materials are likely to solve the problems caused by thermal stress. However, most NTE materials reported are in the forms of ceramics or powders, which have poor mechanical property and low thermal/electric conductivities, limiting their real applications. The metallic materials can effectively avoid such shortcomings, but very few NTE materials are found in metals and their thermal expansions are difficult to control. This project aims to search for metallic NTE materials in RE2(Fe,Co)17 –based intermetallic compounds which have high magnetic Curie temperatures, and to control their thermal expansions by chemical modifications. The crystal and magnetic structures will be analyzed with methods such as synchrotron radiation and neutron diffraction. The role of magnetism plays in NTE will be exploited by in-situ magnetic field experiment and the mechanism of NTE in RE2(Fe,Co)17 –based compounds will be further developed. The present study will be helpful in understanding the nature of rare earth-based magnetic compounds and pave ways for designing multifunctional materials with desirable thermal expansion property.
热膨胀容易引起应力问题,从而降低材料的使用寿命。负热膨胀(NTE)材料的出现丰富了人们对物质热膨胀性的认识,使得设计热膨胀系数在正、负和零之间可控变换的“理想”材料成为可能,为实现复杂环境下材料形状精准定位和结构的稳定有效,提供了物质基础。本项目从晶体结构、磁结构入手,通过RE和Fe/Co位置的元素取代以及施加原位磁场,对系列金属间化合物晶格热膨胀和磁性进行调控。主要取得了以下研究成果:.1、制备了系列RE2Fe17型负热膨胀金属间化合物。.2、利用现代分析手段确定了精细晶体结构和磁结构,揭示晶体结构和磁结构与热膨胀之间的耦合关系以及磁转变对热膨胀的贡献。.3、发现3–461 K宽温区的零膨胀金属间化合物Ho2Fe16Co。.研究成果在Acta. Mater.等国际主流学术期刊发表学术论文十余篇,授权发明专利1项,培养硕士研究生2名,协助培养博士研究生1名。项目负责人在项目执行期间晋升副高职称。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Strong Covalent Bonding for Enhanced Negative Thermal Expansion in (1 – x)PbTiO3–xBiGaO3
强共价键增强 (1 – x)PbTiO3 –xBiGaO3 中的负热膨胀
DOI:10.1021/acs.jpcc.0c05948
发表时间:2020-08
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Tao Yang;Yilin Wang;Longlong Fan;Na Wang;Kun Lin;Jun Chen;Xianran Xing
通讯作者:Xianran Xing
Strong Second Harmonic Generation in a Tungsten Bronze Oxide by Enhancing Local Structural Distortion
通过增强局部结构变形在钨青铜氧化物中产生强二次谐波
DOI:10.1021/jacs.0c00133
发表时间:2020-04-22
期刊:JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
影响因子:15
作者:Lin, Kun;Gong, Pifu;Xing, Xianran
通讯作者:Xing, Xianran
Neutron Diffraction Study of Unusual Magnetic Behaviors in the Ho2Fe11Al6 Intermetallic Compound
Ho2Fe11Al6 金属间化合物异常磁行为的中子衍射研究
DOI:10.1021/acs.inorgchem.9b02051
发表时间:2019-10-21
期刊:INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:4.6
作者:Cao, Yili;Lin, Kun;Xing, Xianran
通讯作者:Xing, Xianran
Adjustable Magnetic Phase Transition Inducing Unusual Zero Thermal Expansion in Cubic RCo2-Based Intermetallic Compounds (R = Rare Earth)
可调节磁相变在立方 RCo2 基金属间化合物(R = 稀土)中引起异常的零热膨胀
DOI:10.1021/acs.inorgchem.9b00480
发表时间:2019-05-06
期刊:INORGANIC CHEMISTRY
影响因子:4.6
作者:Hu, Jinyu;Lin, Kun;Xing, Xianran
通讯作者:Xing, Xianran
Strong Coupling of Magnetism and Lattice Induces Near-Zero Thermal Expansion over Broad Temperature Windows in ErFe10V2-xMox Compounds
磁性和晶格的强耦合导致 ErFe10V2-xMox 化合物在宽温度范围内接近零热膨胀
DOI:10.31635/ccschem.020.202000279
发表时间:2021-01-01
期刊:CCS CHEMISTRY
影响因子:11.2
作者:Li, Wenjie;Lin, Kun;Xing, Xianran
通讯作者:Xing, Xianran
Fe基负热膨胀金属玻璃的合成与局域化学序
  • 批准号:
    22371014
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    50万元
  • 批准年份:
    2023
  • 负责人:
    林鲲
  • 依托单位:
“零膨胀”金属间化合物的合成与磁结构
  • 批准号:
    21971009
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万元
  • 批准年份:
    2019
  • 负责人:
    林鲲
  • 依托单位:
国内基金
海外基金