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科学家开发了一种新的合金，该合金由多种金属组成，几乎不会在非常宽的温度范围内进行热膨胀。大多数金属随着温度升高而膨胀。例如，由于热膨胀，夏季的埃菲尔铁塔比冬季高10至15厘米。但是，对于许多技术应用，这种效果是非常不可取的。

加热时大多数金属膨胀，但是由于磁序列的变化，诸如Incarl之类的材料抵抗了这种膨胀。维也纳科学技术大学和北京科学技术大学的研究人员使用模拟来理解这种效果，从而在宽温度范围内开发了具有更好的热稳定性的热绿色磁铁。资料来源：维也纳科学技术大学

因此，研究人员长期以来一直在寻找可以保持恒定长度的材料，而不论温度如何。 Inwa合金（未改变的钢）就是这样的材料。它是一种铁核合金，以极低的热膨胀速率而闻名。但是，直到最近，对该特性的物理解释仍不清楚。

现在，维也纳技术大学（TU WIEN）的理论研究人员与北京科学技术大学的实验人员合作取得了重大突破。他们使用复杂的计算机模拟详细揭示了INWA合金效应，并开发了一种所谓的Pyrochlore磁铁——合金，其热膨胀性能甚至比INWA合金更好。在非常宽的温度范围内，超过400 kelvin的长度只有大约一万千万。

热膨胀及其对立

\'材料的温度越高，原子移动的趋势越大，原子移动的趋势越大，所需的空间就越多。维也纳理工大学维也纳科学集群（VSC）研究中心的Sergii Khmelevskyi博士解释说，它们之间的平均距离将增加。 \'这种效果是热膨胀的基础，无法避免。但是，我们可以做出这样的材料，几乎可以被其他补偿效果\'完全抵消。

Segii Khmelevskyi和他的团队开发了复杂的计算机模拟，可用于分析有限温度下磁性材料的原子行为。 Khmelevskyi说：\'这使我们能够更好地理解Inva几乎不扩展的原因。这种效果是因为某些电子随着温度升高而改变状态。材料中的磁序列减少，导致材料收缩。这种效果几乎完全抵消了通常的热膨胀。

众所周知，材料中的磁顺序是INVA效应的原因。但是，只有通过维也纳的计算机模拟，该过程的细节才能得到如此精确的理解，从而预测其他材料。 Sergei Khmelevsky说：\'这是第一次有一种理论可以特异性地预测随着热膨胀消失的新材料的发展。 \'

用kagome飞机燃烧的绿色磁铁

为了测试这些预测，Sergii Khmelevskyi与北京科学技术大学实心化学研究所的Xianran Xing教授和副教授的实验团队合作。现在可以使用这种合作的结果：所谓的烧毁绿色磁铁。

与以前仅由两种不同金属组成的INWA合金不同，钙化的磁铁具有四个成分：锆，niobium，Iron和Cobalt。 Yili Cao说：“这是一种在前所未有的广泛温度范围内具有极低热膨胀系数的材料。”

这种非凡的温度行为与缺乏钙化石材磁铁的完美晶格结构有关，这并不总是以完全相同的方式重复。材料的组成在每个点都不相同，它是异质的。某些区域的钴含量略高，而另一些区域的钴含量略低。两个子系统对温度变化的反应不同。这允许材料组成的细节按点平衡，因此总温度膨胀几乎为零。

此类材料在温度波动是极端或测量技术精确的应用中特别有用，例如航空航天，航空航天或高精度电子组件。

从/scitechdaily编译