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日科学家发现氧化铜纳米粒子负热膨胀现象

  新华网东京10月23日电(记者钱铮)日本科学家在新一期《自然·纳米技术》杂志上发表论文说,当带磁性的氧化铜晶体尺寸达到纳米级的时候,会表现出与通常情况下相反的负热膨胀现象。该成果可帮助人们实现对复合材料热膨胀率的自由控制。


  佐贺大学、产业技术综合研究所和理化研究所日前联合发表新闻公报说,由这3家机构组成的研究小组在研究中,首先利用氧化铜单晶体的脆性,用强力粉碎的简单物理方法破碎几厘米大的氧化铜单晶体,获得了高品质的纳米粒子。这种高品质的纳米粒子没有晶格缺陷,能充分发挥出氧化铜纳米粒子拥有的特性。

  然后,研究人员用大型同步辐射加速器SPring-8,对粉末状的氧化铜纳米粒子试剂进行X射线衍射测定,以此分析纳米粒子的结构。根据温度变化时测得晶格常数变化的情况,研究人员就能得到氧化铜纳米粒子的热膨胀率。

  利用这种测定方法,研究人员发现在低于零下100摄氏度的温度范围内,带磁性的氧化铜纳米粒子的热膨胀率达到-0.00011,这一数值是以卓越的负热膨胀著称的钨酸锆的热膨胀率的4倍。

  新闻公报说,将拥有负热膨胀特性的材料和其他实用材料复合,就可以实现热膨胀率的自由控制,这样就有可能生产出在极端环境中也不会龟裂的超精密器械和电子部件等。
(责任编辑:罗园)

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