広温度域動作性と超低熱膨張率を併せ持つ負熱膨張材料の創製

• 研究課題/領域番号: 24K01155
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26020:無機材料および物性関連
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20518287)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2026年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2025年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2024年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
• キーワード: 熱膨張 / 相転移 / 結晶構造解析 / コールドシンタリング / 元素置換

研究開始時の研究の概要

負の熱膨張率を有する材料(負熱膨張材料)は、IoTや次世代通信に必要な材料である。これまでに「Zr2SP2O12」が当該分野で有効な材料と見出し、研究課題（21H01618）を通じて、Zr2SP2O12を構成する配位多面体のうち、ZrO6八面体が相転移のキーであることを明らかにし、Zrサイトを元素置換することで、熱膨張率が変化することを報告した。これらの成果により、これまで達成できなかった広い温度域と巨大な熱収縮の両立が実現しつつある。これらの成果を踏まえて、本研究はZr2SP2O12の熱収縮のメカニズムの理解を深化させ、作動温度域と熱収縮性を極限まで高める。