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Effect of microstructure scale on Negative Thermal Expansion of Antiperovskite Manganese Nitride

Journal of Materials Science & Technology 2014年第9期30卷 903-909页

作者： Zhonghua Sun Xiaoyan Song College of Materials Science and Engineering Key Laboratory of Advanced Functional MaterialsEducation Ministry of China Beijing University of Technology Hebei Iron and Steel Technology Research Institute

The negative thermal expansion （NTE） properties of the antiperovskite manganese nitrides with micron-scale, submicron-scale and nanometer-scale microstructures, respectively, were investigated using the Mn3Cu0.5Ge0.5N composition as an example. It was discovered that the NTE start temperature, NTE operation temperature range and coefficient of NTE change obviously in a wide range with decreasing the grain size level of the microstructure. The mechanisms for the broadening of the NTE operation temperature range and the decrease in the absolute value of NTE coefficient were proposed based on the grain-size-dependence of the frustrated magnetic interactions and magnetic ordering. The present study indicates that the NTE properties of the antiperovskite manganese nitrides can be tailored by the control of the microstructure scale.

关键词： Negative thermal expansion Antiperovskite manganese nitride Magnetic interaction microstructure scale

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