文献综述
文 献 综 述一、研究背景负热膨胀这一概念最早在上一世纪提出，发展至今，负热膨胀可以分为两类：微观上的负热膨胀与宏观上的负热膨胀。
大多数固体具有正热膨胀系数，这主要是由于原子间键长度的增加。
而负热膨胀的潜在机制大多归因于高阶效应，即超分子效应，如铁电、磁致伸缩和位移相变，或是低频声子模式，这类复杂机制将导致刚性单元进行旋转。
图1简明地解释了分子在加热时发生热膨胀和负热膨胀的机理[1]。
图1宏观上，负热膨胀结构分为双材料（三相材料）拓扑优化[2, 3]或是人工设计的双材料结构[4-8]。
在温度变化时，由于两种材料的热膨胀系数不同，结构中的部分构件会发生旋转、弯曲，从而实现某些方向上的负热膨胀。
负热膨胀结构按照特性大致可以分为两类：以拉伸为主的负热膨胀结构和弯曲为主的负热膨胀结构。
此外，研究发现，在超分子水平上也存在负热膨胀超材料，例如一种被称为金属有机骨架（MOF）的新型纳米多孔固体，它可以表现出非常大的负热膨胀[9]。
微观上与超分子水平上的负热膨胀材料具有一定的应用前景，如：使用负热膨胀填料来改变颗粒复合材料的整体热膨胀系数，尤其是在微芯片封装领域的应用，在该领域的重要专利中，使用钨酸锆来降低微芯片底部填充粘合剂的热膨胀系数，可以使芯片使用寿命增加。
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