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2009 Fiscal Year Final Research Report

Development of Zero Thermal Expansion Ceramics using Antiperovskite Manganese Nitrides

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 19360304
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Inorganic materials/Physical properties
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

TAKENAKA Koshi  Nagoya University, 大学院・工学研究科, 准教授 (60283454)

Project Period (FY) 2007 – 2009
Keywordsゼロ膨張材料 / 低膨張材料 / 熱膨張制御 / セラミック / 逆ペロフスカイト / マンガン窒化物
Research Abstract

Pure-form zero thermal expansion (ZTE) ceramics have been developed using antiperovskite manganese nitrides Mn_3XN, negative thermal expansion of which can be tunable. Such a ZTE material consisting of one material without thermal expansion has advantages compared to ZTE composites currently in use because the grain boundaries are stable against temperature variation and the fabrication process is simple. The low-cost ZTE was achieved without expensive Ge by optimizing chemical compositions. These manganese nitrides exhibit high stiffness ; Young's modulus exceeds 300GPa, much larger than that of typical thermal-expansion compensators. The present results demonstrate high potentiality of this nitride as a practical ZTE material.

  • Research Products

    (37 results)

All 2010 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 10 results) Presentation (20 results) Book (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (2 results)

  • [Journal Article] 単一物質ゼロ膨張セラミックスの開発2010

    • Author(s)
      竹中康司
    • Journal Title

      高圧ガス 47(4

      Pages: 252-255

  • [Journal Article] Mechanical Properties of Metallic Perovskite Mn3Cu0. 5Ge0. 5N:High-Stiffness Isotropic Negative Thermal Expansion Material2009

    • Author(s)
      Y. Nakamura, K. Takenaka, A. Kishimoto, H. Takagi
    • Journal Title

      Journal of the American Ceramic Society 92(12)

      Pages: 2999-3003

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Conversion of magnetic structure by slight dopants in geometrically frustrated antiperovskite Mn3GaN2009

    • Author(s)
      K. Takenaka, T. Inagaki, H. Takagi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 95(13)

      Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local structure anomaly around Ge dopants in Mn3Cu0. 7Ge0. 3N with negative thermal expansion2009

    • Author(s)
      J. Matsuno, K. Takenaka, H. Takagi, D. Matsumura, Y. Nishihata, J. Mizuki
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 94(18)

      Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Zero thermal expansion in a pure-form antiperovskite manganese nitride2009

    • Author(s)
      K. Takenaka, H. Takagi
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 94(13)

      Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 単一物質ゼロ膨張セラミックスの開発2009

    • Author(s)
      竹中康司
    • Journal Title

      工業材料 57(8)

      Pages: 40-42

  • [Journal Article] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物Mn3CuNの磁歪2009

    • Author(s)
      竹中康司・浅野和子
    • Journal Title

      まてりあ 48(3)

      Pages: 105-110

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Local Lattice Distortion in Giant Negative Thermal Expansion Material Mn3Cu1-xGexN2008

    • Author(s)
      S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, M. Takigawa, S. Shamoto
    • Journal Title

      Physical Review Letters 101(20)

      Pages: 4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetostriction in Mn3CuN2008

    • Author(s)
      K. Asano, K. Koyama, K. Takenaka
    • Journal Title

      Applied Physics, Letters 92(16)

      Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Negative thermal expansion in Ge-free antiperovskite manganese nitrides: Tin-doping effect2008

    • Author(s)
      K. Takenaka, K. Asano, M. Misawa, H. Takagi
    • Journal Title

      Applied Physics, Letters 92(1)

      Pages: 3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Magnetovolume effect in Mn_3Cu_<1_x>Ge_xN related to the magnetic structure: Neutron powder diffraction measurements2008

    • Author(s)
      S. Iikubo, K. Kodama, K. Takenaka, H. Takagi, S. Shamoto
    • Journal Title

      Physical Review B77(2)

      Pages: 4

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マンガン窒化物を用いた単一物質ゼロ膨張材料の開発2008

    • Author(s)
      竹中康司
    • Journal Title

      Material Stage 8(4)

      Pages: 1-3

  • [Journal Article] 希少・有害元素代替のための3d多元系機能材料の開発研究2007

    • Author(s)
      藤田麻哉・藤枝俊・西野洋一・土谷浩一・福田隆・竹中康司・貝沼亮介・深道和明
    • Journal Title

      日本金属学会誌 71(10)

      Pages: 876-884

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の機械的性質2010

    • Author(s)
      竹中康司・稲垣哲也・中村吉伸・岸本昭・高木英典
    • Organizer
      日本金属学会2010年春期(第145回)大会
    • Place of Presentation
      筑波大学(つくば市)
    • Year and Date
      2010-03-30
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物における磁気秩序の圧力効果2010

    • Author(s)
      飯久保智・稲垣哲也・竹中康司・高木英典・樹神克明・社本真一・松林和幸・上床美也
    • Organizer
      日本物理学会第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] X線MCD法で見る逆ペロフスカイト型化合物の磁性状態2010

    • Author(s)
      芝山隆史・竹中康司・児玉謙司・中村哲也・木下豊彦
    • Organizer
      日本物理学会, 第65回年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山市)
    • Year and Date
      2010-03-22
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁気-構造相関2009

    • Author(s)
      竹中康司
    • Organizer
      日本鉄鋼協会磁場フォーラム「相変態に及ぼす磁場効果の解明と磁気エネルギー評価」
    • Place of Presentation
      東京ステーションコンファレンス(東京都千代田区)
    • Year and Date
      20090604-20090606
  • [Presentation] Mn3(Cu1-xGex)Nにおける磁歪と磁区構造2009

    • Author(s)
      森茂生・小山司・吉留和弘・久留島康輔, 浅野和子・竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      20090327-20090330
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物Mn3CuNのXMCD解析2009

    • Author(s)
      中村哲也・浅野和子・竹中康司・児玉謙司・木下豊彦
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      20090327-20090330
  • [Presentation] 負熱膨張性マンガン窒化物による熱膨張制御2009

    • Author(s)
      竹中康司
    • Organizer
      ナノテクノロジービジネス推進協議会・材料分科会シンポジウム
    • Place of Presentation
      教育会館(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2009-10-16
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁気体積効果に対する窒素欠損効果2009

    • Author(s)
      小澤篤・稲垣哲也・竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市)
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 軟X線光電子分光によるMn3Cu1-xGexNの電子状態の研究2009

    • Author(s)
      宮田裕大・美馬一馬・山口良輔・山崎篤志・東谷篤志・室隆桂之・竹中康司・小澤篤・稲垣哲也・今田真
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市)
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 高分解能TEM法によるMn3(Cu1-xGex)Nの局所構造解析2009

    • Author(s)
      久留島康輔・小澤篤・稲垣哲也・竹中康司・小山司・森茂生
    • Organizer
      日本物理学会2009年秋季大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市)
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁気-構造相関2009

    • Author(s)
      竹中康司
    • Organizer
      ワークショップ「第2回次世代窒化物討論会」
    • Place of Presentation
      東北大学(仙台市)
    • Year and Date
      2009-08-28
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の窒素欠損効果2009

    • Author(s)
      竹中康司・浅野和子・小澤篤
    • Organizer
      日本物理学会第64回年次大会
    • Place of Presentation
      立教大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      2009-03-28
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物Mn3CuNにおける巨大磁歪2008

    • Author(s)
      竹中康司・浅野和子
    • Organizer
      日本金属学会2008年秋期(第143回)大会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本市
    • Year and Date
      20080923-20080925
  • [Presentation] 高分解能TEM法によるMn3(Cu1-xGex)Nの局所構造解析2008

    • Author(s)
      久留島康輔・浅野和子・竹中康司・森茂生
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      20080920-20080923
  • [Presentation] マンガン逆ペロフスカイトの結晶・磁気構造2008

    • Author(s)
      飯久保智・樹神克明・竹中康司・高木英典・瀧川仁・社本真一
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      20080920-20080923
  • [Presentation] 微量元素置換による逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁性制御2008

    • Author(s)
      稲垣哲也・竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      20080920-20080923
  • [Presentation] 逆ペロフスカイト型マンガン窒化物の磁気-構造相関2008

    • Author(s)
      浅野和子・竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会2008年秋季大会
    • Place of Presentation
      岩手大学(盛岡市)
    • Year and Date
      20080920-20080923
  • [Presentation] 負熱膨張性マンガン窒化物を用いた熱膨張制御材料の開発2008

    • Author(s)
      竹中康司
    • Organizer
      日本設計工学会特別講演と設計フォーラム「レアメタルの現状」
    • Place of Presentation
      名城大学(名古屋市)
    • Year and Date
      2008-11-21
  • [Presentation] マンガン窒化物を用いた単一物質ゼロ膨張セラミックス2008

    • Author(s)
      竹中康司・高木英典
    • Organizer
      日本金属学会2008年春期(第142回)大会
    • Place of Presentation
      武蔵工業大学(東京都世田谷区)
    • Year and Date
      2008-03-27
  • [Presentation] Mn3CuNの磁歪2008

    • Author(s)
      浅野和子・小山佳一・竹中康司
    • Organizer
      日本物理学会第63回年次大会
    • Place of Presentation
      近畿大学(東大阪市)
    • Year and Date
      2008-03-25
  • [Book] 3d遷移金属系材料の機能発現による元素代替2008

    • Author(s)
      藤田麻哉・西野洋一・土谷浩一・竹中康司・深道和明
    • Publisher
      シーエムシー出版
  • [Remarks]

    • URL

      http://kenpro.mynu.jp:8001/Profiles/0005/0000532/profile.html

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 電流制御素子又は電圧制御素子を構成することを用途とする材料、電流制御素子、及び電圧制御素子2009

    • Inventor(s)
      竹中康司
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人名古屋大学
    • Industrial Property Number
      特許特願2009-215899
    • Filing Date
      2009-09-17
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 金属-セラミックス複合材料およびその製造方法2009

    • Inventor(s)
      渡邉雅幸・石井守・下嶋浩正・竹中康司・高木英典
    • Industrial Property Rights Holder
      太平洋セメント株式会社,独立行政法人理化学研究所
    • Industrial Property Number
      特許特許第4332615号
    • Acquisition Date
      2009-07-03

URL: 

Published: 2011-06-18   Modified: 2016-04-21  

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