| 研究課題/領域番号 |
17H02763
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
応用物性
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
竹中 康司 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60283454)
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| 研究分担者 |
竹澤 晃弘 広島大学, 工学研究科, 准教授 (10452608)
片山 尚幸 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (50623758)
岡本 佳比古 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90435636)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2019年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2018年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2017年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | 新機能性材料 / 負熱膨張 / 熱膨張制御 / 材料組織効果 / 微粒子 / ゾルゲル法 / 圧縮ねじり法 / 新機能材料 |
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| 研究成果の概要 |
結晶粒の異方的な熱変形と空隙とからなる材料組織効果により巨大な負熱膨張を発現するCa2RuO4-yについて、機能の向上と機構の解明に取り組んだ。その結果、RuをFeやSnで置換することで、負熱膨張に関する体積変化を維持しつつ、動作温度域を拡大できた。詳細な電子線回折と放射光X線回折の実験により、これまで見落とされていた単斜晶歪にともなう電子軌道の整列と融解が本質的に重要であることを示した。Ca2RuO4-yと同様の材料組織効果による負熱膨張材料としてCu2V2O7系を見出し、スプレードライ法により1 μm程度の粒径でバルクと遜色ない負熱膨張特性を示す微粒子の製造に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
巨大な変位と広い動作温度域を持つ新たな負熱膨張材料の実現により、熱膨張抑制能力を飛躍的に向上できる。少量でも熱膨張を抑制でき、例えば金属の優れた特性－高い熱伝導度や加工性（切削性）－を活かしたまま熱膨張を抑制できる。広い動作温度域により、これまでは室温動作の精密機器に限定されていた用途が、宇宙空間のような極低温域を含む過酷な環境で動作する様々な機器にも広がる。本研究ではさらに1 μm程度の微粒径でもバルク体と遜色ない大きな負熱膨張を実現した。この負熱膨張微粒子は電子デバイス分野を中心に要求が高まっているマイクロメートルレベルの局所領域の熱膨張制御へ負熱膨張材料を活用することを可能とする。
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