北京科技大学邢献然教授团队在经典稀土永磁化合物R2Fe17引入部分Co原子(R=稀土元素),制备出单相负热膨胀Ho2(Fe,Co)17磁性材料,中子衍射确定其为亚铁磁结构。Co占位Fe亚晶格,Fe原子3d轨道的成键状态明显变化,晶格与磁的耦合作用增强了Fe原子磁矩,提高了居里温度,实现了负热膨胀到正热膨胀的连续调控,获得了一系列宽温区零热膨胀金属材料(其中Ho2Fe16Co的零热膨胀区间达到了458 K)。研究团队利用一步共晶反应法,在具有优异塑性的α-Fe相中引入4at.%的稀土Ho金属,生成了具有脆的负热膨胀Ho2Fe17金属间化合物(H相)和软的正膨胀α-Fe两相共晶。所制备的零膨胀双相合金力学性能得到显著提升(压缩强度近800MPa,塑性得到明显改善),并在宽温区具有稳定优异的循环性能,克服了宽温区零膨胀与强韧化超因瓦合金难以兼容的问题。成果以“R2(Fe,Co)17的宽温区超因瓦属性(Ultrawide Temperature Range Super-Invar Behavior of R2(Fe,Co)17 Materials (R = Rare Earth))”和“具有塑性的低成本轴向零膨胀双相合金(Plastic and Low-cost Axial Zero Thermal Expansion Alloy by A Natural Dual-phase Composite)”为题,近期分别发表于《物理评论快报》(Physical Review Letters)和《自然-通讯》(Nature Communications) 杂志。