G₃Sb₂Br₉低热膨胀晶体

面内零膨胀 加热变硬

这种二维金属卤化物晶体在150–400 K内沿a轴和b轴呈现接近零的线性热膨胀，并在420 K以上出现反常的抗热塑性行为，兼具零膨胀与热硬化两种特性。

Zhang, Jingtian · 李玉超 · 刘一 · Tang, Liwei · Guo, Wuqian · Linjie, Wei · Chen, Jialu · 陈功 · 林哲帅 · 罗军华 · 孙志华

Advanced Materials 2026

参数信息

线性热膨胀系数（a轴）

1.77 × 10⁻⁶ K⁻¹

线性热膨胀系数（b轴）

1.76 × 10⁻⁶ K⁻¹

技术优势

面内零膨胀

酒架状运动使无机框架角收缩与键伸长相互补偿，在150–400 K宽温区内沿a、b轴热膨胀系数低至10⁻⁶ K⁻¹量级，与高性能合金相当。

加热反而变硬

在420 K以上，晶体的硬度和杨氏模量显著增加，呈现罕见的抗热塑性，为软金属卤化物框架中的热硬化研究提供了平台。

分子基ZTE可设计

利用胍离子与卤化锑框架构筑二维金属卤化物，首次在分子单晶中同时实现面内超低膨胀和抗热塑性，扩展了ZTE材料体系。

应用场景

• 精密仪器：温度波动下尺寸几乎不变，适合高精度定位和测量元件。
• 航天器结构：宽温区低膨胀可避免热应力变形，适应空间极端温差。
• 智能建造：作为填充料可降低复合材料的热膨胀失配。
• 光学组件：温度变化时光学面形稳定，减少热畸变。