因瓦合金自1920年获诺贝尔奖以来，凭借零热膨胀特性在航空航天等领域广泛应用。百年发展中衍生出增强型Super-Invar和耐腐蚀Stainless-Invar，但低温韧性不足始终是瓶颈。近期稀土金属化合物等改进虽优化了零热膨胀性能，却加剧了脆性。据此，本工作提出“TRIP-Invar”概念：通过在自旋驱动的零热膨胀（Invar）材料中引入晶格自由度，实现双功能协同——温度场下，自旋态转变引发磁体积效应，抵消热振动产生零热膨胀；应力场下，晶格发生多相马氏体相变（fcc-hcp-bcc），通过相变耗散能量提升塑性与韧性。自旋-晶格耦合使变形后的磁性与热膨胀性能可通过热处理可逆恢复，兼具尺寸稳定性、低温力学性能及本征修复能力。

图1 Invar合金发展历程

77K应力下观察到异常三相共存马氏体相变，这带来显著加工硬化与优异低温韧性。其可逆自旋/晶格转变更赋予本征热修复能力。该TRIP-Invar合金创新融合自旋态转变诱导的零热膨胀效应与晶格转变诱导塑性效应，在77K下强塑性积较传统因瓦合金提升50%-100%，不仅解决低温韧性难题，更通过自旋-晶格协同机制丰富了因瓦合金家族。

图2 TRIP-Invar 合金的设计思路和性能

此外，自旋主导功能材料常常面临结构性能欠佳、应用受限的挑战。本文通过引入额外晶格自由度突破此局限。此发现不仅拓展因瓦合金体系，也为集成结构功能材料设计提供新范式。

图3原文和摘要

该成果题以“Targeting Superior Zero Thermal Expansion Material by the Concept of TRIP-Invar”为题，近期发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）。论文第一作者为北京科技大学固体化学研究所博士生杨万达，共同第一作者为中南大学何骏阳副研究员，通讯作者为固体化学研究所林鲲教授。该工作得到国家自然科学基金资助。论文链接：https://doi.org/10.1002/adfm.202522039。