ハイブリッド式常温磁気冷凍実現のためのメタ磁性型材料の磁気熱量効果制御

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360289
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 金属物性
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 藤田 麻哉 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10323073)
• 研究分担者: 深道 和明 東北大学, 多元物質科学研究所, 研究教授 (00005969)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 環境・エネルギー材料 / 磁気冷凍 / 金属磁性 / メタ磁性転移

研究概要

優れた磁気熱量効果を示すLa(Fe_xSi_<1-x>)13化合物を基調として合金設計し、異なる動作温度域の材料を組み合わせたハイブリッド方式を実現化するために、磁性および磁気熱量プロファイルの解明・制御に取り組んだ。Alや希土類元素を用いた部分置換を行い、それぞれの変化について電子状態および磁気体積効果の観点から解析した。この結果、熱量変化を保持した動作温度幅を拡大や、相転移履歴由来の熱損失の抑制を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Pressure effect on the Curie temperature of La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12-y> Al_y)_<13> (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser 巻: 266巻 ページ: 012023:1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in electronic states and magnetic free energy in La_<1-z> Ce_z(Fe_xSi_<1-x>)13 magnetic refrigerants (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: J. Phys. D : Appl. Phys 巻: 44巻 ページ: 64013:1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe系遍歴電子メタ磁性転移の高効率磁気冷凍材料への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌まぐね 巻: 6巻 ページ: 89-96
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of hydrogenation on volume dependence of the Curie temperature and entropy change in La(Fe_<0. 86> Si_<0. 14>)_<13> (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: J. Phys.: Conf. Ser. 巻: 200巻 ページ: 092006:1-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fe系室温磁気冷凍材料のスピン揺らぎとメタ磁性転移制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉
  • 雑誌名: 日本磁気学会研究会(エネルギー関連技術としての熱と磁気)資料 巻: No.147 ページ: 1-6
• [雑誌論文] 高効率Fe系室温磁気冷凍メタ磁性材料のスピン揺らぎと相転移制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: 日本磁気学会誌まぐね 巻: 5巻 ページ: 264-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] Magnetocaloric effect in spherical La(Fe_xSi_<1-x>)_<13> and their hydrides for active magnetic regenerator-type refrigerator (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、小岩井貞義、藤枝俊、深道和明, 他3名
  • 雑誌名: J. Appl. Phys. 巻: 105巻 ページ: 07A936:1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] ADVANTAGE OF THE ITINERANT ELECTRON METAMAGNETIC TRANSITION IN La(Fe_xSi_<1-x>)_13 FOR HIGH PERFORMANCE MAGNETIC REFRIGERATION (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: Proc. 3rd Int. Conf. on Magn. Refrig. at Room Temp. ページ: 33-40
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reduction of hysteresis loss and large magnetocaloric effects in substituted compounds of itinerant-electron metamagnets La(Fe_x Si_<1-x>)_<13> (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater. 巻: 321巻 ページ: 3567-3570
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strong Pressure Effect on the Curie Temperature of Itinerant-Electron Metamagnetic La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> H_y and La_<0. 7> Ce_<0. 3>(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> H_y (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 雑誌名: Mater. Trans 巻: 50巻 ページ: 483-486
  • 査読あり
• [雑誌論文] Control of Magnetocaloric Effects by Partial Substitution in Itinerant-Electron Metamagnetic La(Fe_xSi_<1-x>)_<13> for Application to Magnetic Refrigeration (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: IEEE Trans. Magn 巻: 45巻 ページ: 2620-2625
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of hydrogenation on the electronic structure and the itinerant-electron metamagnetic transition in strong magneto caloric compound La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 雑誌名: J. Magn. Magn. Mater 巻: 321巻 ページ: 3553-3558
  • 査読あり
• [学会発表] Time Dependence of Magnetization in the Isothermal Process of the Itinerant-electron Metamagnetic Transition in La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: International Conference of Asian Union of Magnetic Society
  • 発表場所: 済州島(韓国)
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Difference between the Pressure Effect on the Curie Temperature of La(Fe_xSi_<1-x>)_<13> and their Hydrides (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: International Conference of Asian Union of Magnetic Society
  • 発表場所: 済州島(韓国)
  • 年月日: 2010-12-06
• [学会発表] Small Hysteresis Behavior in La(Fe_<0. 86> Si_<0. 14>)_<13> H_<1. 1> after Sharpening of the Itinerant Electron Metamagnetic Transition by External Pressure (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: MRS 2010 Fall Meeting
  • 発表場所: Boston (米国)
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] La_<0. 8> Pr_<0. 2>(Fe_<0. 88> Si_<0. 10> Al_<0. 02>)_<13> 化合物の磁気エントロピー変化および転移履歴損失の温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> 化合物における自発電圧発生の局所観測による相転移進行の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、矢子ひとみ、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 北海道
  • 年月日: 2010-09-27
• [学会発表] Ce部分置換によるLa(Fe_<0. 88> Si_<0. 10> Al_<0. 02>)_<13> 化合物の冷凍容量の増大 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 第34回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] Changes in electronic states and magnetic free energy in La_<1-z> Ce_z(Fe_xSi_<1-x>)_<13> magnetic refrigerants (招待講演) (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-07-16
• [学会発表] Pressure effect on the Curie temperature of La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12-y> Al_y)_<13> (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Advanced Magnetic Materials and Applications
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2010-07-15
• [学会発表] La_<0. 7> Ce_<0. 3>(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> 化合物のメスバウアー分光によるCe部分置換の影響の解明 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春季大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] La(Fe_<0. 88> Si_<0. 10> Al_<0. 02>)_<13> 化合物のCe分置換による磁気エントロピー曲線の最大値及び半値幅の増大 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春季大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] Fe系遍歴電子磁性体の基礎研究と相転移制御による高効率磁気冷凍材料開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉
  • 学会等名: 日本金属学会2010年春季大会
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2010-03-30
• [学会発表] 磁気熱量化合物La(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> の起電力と相転移進行の相関 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] La(Fe_<0. 88> Si_<0. 10> Al_<0. 02>)_<13> 化合物の圧力印加による磁気エントロピー変化の増大 (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-09-17
• [学会発表] Al部分置換したLa(Fe_<0. 88> Si_<0. 12>)_<13> 化合物における磁気冷凍容量の向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] La_<0. 7> Ce_<0. 3>(Fe_<0. 86> Si_<0. 14>)_<13> 磁気熱量化合物における1次相転移履歴損失とスピンの揺らぎ (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 第33回日本磁気学会学術講演会
  • 発表場所: 長崎
  • 年月日: 2009-09-14
• [学会発表] Advantage of the Itinerant Electron Metamagnetic Transition in La(Fe_xSi_<1-x>)_<13> for High Performance Magnetic Refrigeration (招待講演) (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 3rd International Conference on Magnetic Refrigeration at Room Temperature
  • 発表場所: Des Moines(米国)
  • 年月日: 2009-05-12
• [学会発表] Al部分置換したLa(Fe_xSi_<1-x>)_<13> 磁気冷凍化合物における磁気エントロピー曲線の温度幅の増大 (2009)
  • 著者名/発表者名: 矢子ひとみ、藤枝俊、藤田麻哉、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] La(Fe_xSi_<1-x>)_<13> 磁気冷凍化合物の断熱温度変化過程における相転移障壁による熱損失 (2009)
  • 著者名/発表者名: 藤田麻哉、藤枝俊、深道和明
  • 学会等名: 日本金属学会2009年春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-03-28