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2008 年度 実績報告書

希土類窒化物の極低温用磁気冷凍材料および蓄冷材としての実用化

研究課題

研究課題/領域番号 19206074
研究機関大阪大学

研究代表者

山本 孝夫  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00174798)

研究分担者 清野 智史  大阪大学, 大学院・工学研究科, 講師 (90432517)
楠瀬 尚史  大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (60314423)
キーワード磁気冷凍 / 比熱 / 蓄冷材 / 窒化物 / 希土類
研究概要

・磁場中比熱測定測定:超伝導磁石を本年度予算で設置し磁場中比熱測定が可能となり、LnN系の比熱データの蓄積を開始した。HIP法による調密なシート状の希土類窒化物の試料を合成し、比熱と熱伝導の測定に供した。
・材料の安定化、実用材料化:炭素熱還元法で得たLnN試料の酸化活性を低減する方策として第三元素の添加を試みた。しかし有効な添加剤の発見には至らなかった。しかし、希土類の球状金属材料をHIP法で窒化じた窒化物の耐酸化性が良好であることを見出した。さらにこれにコーティングすることで乾燥大気中では数十時間の耐候性を持つ材料とすることができる感触を得た。
・希土類窒化物の探索:これまでにデータの報告のなかったNdN, SmNをHIP法で合成し、比熱を測定し磁気変態に伴う異常比熱を利用した蓄冷材としての評価を行った。どちらもすぐに実用化できるほどの大きさではなかった。GdとHoに非磁性の希土類であるYやLa、或いは磁性が殆どないと言われるYb, Ceを加えた場合の両者の磁気転移温度の変化を探索する実験をおこなった。この試料は炭素熱還元法で合成した。どちらの場合も磁気転移点は低下することを見出した。また転移に伴う磁気エントロピー変化△Sは添加元素による希釈の効果で説明され、エンハンスは見られなかった。
・水素液化磁気冷凍システムのシミュレーション:過去に実施した磁気冷凍システムのシュミレーションコードに実測した△Sなどのデータをインプットした計算を行い、水素液化のエネルギー効率の評価の精度を向上させた。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Magnetocaloric Effect of Rare Earth Nitrides2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, T. Nakagawa, T. Kusunose, T. A. Yamamoto
    • 雑誌名

      IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS 44

      ページ: 2997-3000

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetocaloric Effect, Specific Heat and Adiabatic Temperature Change of Ho_xEr_<1-x>N (x=0.25, 0.5, 0.75)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, N. Tomioka, S. Nishio, T. Kusunose, T. Nakagawa, K. Kamiya, T. Numazawa, T. A. Yamamoto
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds 462

      ページ: L12-L15

    • 査読あり
  • [学会発表] 磁気冷凍応用を目指した希土類窒化物の安定化技術2009

    • 著者名/発表者名
      小田原年克, 西尾祥平, 平山悠介, 中川貴, 楠瀬尚史, 山本孝夫
    • 学会等名
      日本金属学会2009年春期大会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス
    • 年月日
      2009-03-28
  • [学会発表] 希土類窒化物の磁気冷凍材料としての評価2008

    • 著者名/発表者名
      平山悠介, 中川貴, 山本孝夫, 神谷宏治, 沼澤健則
    • 学会等名
      第79回2008年度秋季低温工学・超伝導学会
    • 発表場所
      高知文化プラザかるぽーと
    • 年月日
      2008-10-12
  • [学会発表] 希土類窒化物の断熱消磁温度変化△Tの評価2008

    • 著者名/発表者名
      平山悠介, 西尾祥平, 小田原年克, 中川貴, 楠瀬尚史, 山本孝夫
    • 学会等名
      日本金属学会2008年秋期大会
    • 発表場所
      熊本大学
    • 年月日
      2008-09-23
  • [学会発表] 軽希土類窒化物の低温冷凍機用磁性材料としての磁気特性2008

    • 著者名/発表者名
      西尾祥平, 平山悠介, 小田原年克, 山本孝夫, 楠瀬尚史, 中川貴
    • 学会等名
      粉体粉末冶金協会 平成20年度春季大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2008-05-28
  • [学会発表] Evaluation of Magnetocaloric Effect of Rare Earth Nitrides2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirayama, T. Nakagawa, T. Kusunose, T. A. Yamamoto
    • 学会等名
      INTERMAG 2008 Conference
    • 発表場所
      Madrid, Spain
    • 年月日
      2008-05-08
  • [産業財産権] 希土類窒化物およびその製造方法、ならびに磁気冷凍材料および蓄冷材料2008

    • 発明者名
      山本孝夫, 平山悠介, 入江年雄
    • 権利者名
      (株)三徳, 国立大学法人大阪大学
    • 産業財産権番号
      特許 特願2008-224093
    • 出願年月日
      2008-08-04

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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