| 研究課題/領域番号 |
18H01697
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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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| 審査区分 |
小区分26010:金属材料物性関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
藤田 麻哉 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 材料・化学領域, 研究チーム長 (10323073)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
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| キーワード | 磁気冷凍 / 磁気熱量効果 / 遍歴電子メタ磁性転移 / 水素 / 水素拡散 / uphill拡散 / 核生成成長 |
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| 研究成果の概要 |
優れた特性を示すFe系磁気熱量材料において出現する水素再分配現象（スプリット現象）について、解明制御を試みた。熱量効果の源である1次相転移の進中に現れる二相共存状態において、強磁性と常磁性相が隣接すると、水素は徐々に常磁性相から強磁性相に移動する。磁気核生成/成長を直接観測し、更に同一箇所の金属組織観察を行ったところ、粒界３重点が磁気生成ドメインをピニングし、拡散パスとなることがわかった。また、第一原理計算より、磁気状態を慎重に選択して電子状態を解明することで、実験と整合する説明が可能であり、水素の電子状態が現象を支配することがわかった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
水素スプリット現象は、１）磁気状態に依存した、２）up-hill拡散というユニークな性質を有するが、電子論的な考察により、水素に加え、磁気状態下でのFeの電子状態を強く反映していることを明らかにした。
また、この現象は、本材料をもちいてフロンフリーな固体冷凍を実現する上で、動作点シフトによる劣化を引き起こすウイークポイントとなりえるが、本研究では、単なる磁気解析にとどまらず、材料の金属組織とのリンクを明らかにできた。このため、今後の応用に向けた材料設計にも大いに役立つ。
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