希土類・マンガン化合物をベースとした高比熱蓄冷材料の開発

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555155
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 志賀 正幸 京都大学, 工学部, 教授 (30026025)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 裕之 京都大学, 工学部, 助手 (00202218) ; 和田 裕文 京都大学, 工学部, 助教授 (80191831)
• Keywords: 蓄冷材 / 低温比熱 / 磁気エントロピー / フラストレーション / 希土類マンガン化合物 / 核磁気共鳴

Research Abstract

(1)試料の作成:トリアーク溶解炉を設置した。Tb(Mn_<1->xAlx)_2試料の作成には従来型のアーク溶解炉を使用し,比熱測定用,磁化測定用の多結晶試料を作成した。その他,Gdをふくみ低磁気転移点をもつと考えられるGdInCu_4試料も作成した。
(2)磁化測定:現有の磁気天秤を使用しTb(Mn_<1-x>Alx)_2およびGdInCu_4の磁化温度曲線を測定した。その結果,Tb(Mn_<1-x>Alx)_2については磁化の減少と転移点の広がりが観測された。これらはフラストレート系に対する不純物添加効果として説明できる。GdInCu_4については明確な磁気転移点は観測されなかった。
(3)比熱の測定:現有の低温比熱測定装置および中温比熱測定装置を使用しTb(Mn_<1->xAlx)_2およびGdInCu_4の比熱を1.5Kから9.5Kおよび12Kから300Kの間で行った。その結果,TbMn_2の低温比熱は電子比熱係数としてγ=100mJ/K^2molとかなり大きな値を得た。しかし,Alの添加とともにγ値は減少した。その原因については目下検討中である。中温比熱はTbMn_2のみについておこないすでに報告されている値に一致する結果を得た。Alを添加した試料については来年度測定する。GdInCu_4については7K付近に磁気転移に伴う大きな比熱のピークが観測された。この比熱のピークが蓄冷材として使えるかどうか検討を要する。
(4)NMR装置の改良:磁気構造およびスピンの揺らぎについての知見を得るため既存のパルス法NMR装置にシグナル積算器を設置し,さらに核磁気緩和時間を自動的に測定するために装置のコンピュータ・コントロールを実現し測定の自動化を行うソフトを開発した。