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J-GLOBAL ID：201502208381885800   整理番号：15A0726089

巨大負熱膨張材料を用いた革新的熱膨張制御技術の開発

著者 (8件)： 竹中康司 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  東正樹 (東京工大 応用セラミックス研) ,  岡本佳比古 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  扇澤敏明 (東京工大 大学院理工学研究科) ,  小橋眞 (名古屋大 大学院工学研究科) ,  藤田麻哉 (産業技術総合研 グリーン磁性材料研究セ) ,  村上恭和 (東北大 多元物質科研) ,  森茂生 (大阪府大 大学院工学研究科)
資料名： 豊田研究報告  (Reports of Toyota Physical and Chemical Research Institute)
号： 68  ページ： 189-191  発行年： 2015年05月25日 
JST資料番号： G0667A  ISSN： 0372-039X  CODEN： TOKHA6  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 産業技術の高度な発達は,固体材料にとって不可避とも考えられる熱膨張すら制御することを求める.例えば,代表的な材料である鉄は線膨張係数αが12ppm/Kで,これは長さ10cmの鉄棒が,温度1K上がると1.2μm伸びることに相当する.一般的な感覚では僅かでも,nmレベルの高精度が求められる半導体デバイス製造や,部材の歪が機能に深刻な悪影響を与える精密機器などの分野では,これでも致命的である.本研究は,我が国が主導した開発シーズである巨大負熱膨張現象を革新的熱膨張制御技術へ発展させ,世界に先駆けて産業技術として確立することを目的とするものである。この研究では,Mn₃GaNの反強磁性が体積で敏感に変化することを活用して,外場として圧力を用いることで,その巨大な熱量効果を引き出すことに成功した.Mn₃GaNの圧力熱量効果は,強磁性体で磁気冷凍の作業物質として注目されているLa(Fe,Si)₁₃やMnAs。_0.7Sb_0.3よりも大きく,これまで報告されたものの中では最も大きな部類に入る。本研究の成果は,大きな熱量効果が期待されながら,反強磁性であるがゆえに,それを外部磁場により引き出すことができなかった物質群にまで,固体冷凍作業物質の探索フィールドを拡げた点で画期的である。

シソーラス用語： *熱膨張 ,  *窒化ガリウム ,  *マンガン化合物 ,  *強磁性体 ,  反強磁性 ,  外部磁場 ,  *負の熱膨張

分類 (2件)： その他の無機化合物の磁性  (BM06060P) ,  非金属のその他の熱的性質  (BL05040J)

引用文献 (6件)：

• K. Takenaka and H. Takagi, “Giant negative thermal expansion in Ge-doped antiperovskite manganese nitrides“, Applied Physics Letters 87 (2005) 261902.
• M. Azuma et al., “Colossal negative thermal expansion in BiNiO₃ induced by intermetallic charge transfer“, Nature Communications 2 (2011) 347.
• T. Tohei, H. Wada, and T. Kanomata, “Negative magnetocaloric effect at the antiferromagnetic to ferromagnetic transition of Mn₃GaC“, Journal of Applied Physics 94 (2003) 1800.
• B.S. Wang et al., “Large magnetic entropy change near room temperature in antiperovskite SnCMn₃“, Europhysics Letters 85 (2009) 47004.
• D. Matsunami, A. Fujita, K. Takenaka, and M. Kano, “Giant barocaloric effect enhanced by the frustration of the antiferromagnetic phase in Mn₃GaN“, Nature Materials 14 (2015) 73.

タイトルに関連する用語 (3件)： 負熱膨張 ,  熱膨張 ,  開発