| 研究課題/領域番号 |
20K21234
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| 研究機関 | 山梨大学 |
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研究代表者 |
熊田 伸弘 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90161702)
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| 研究分担者 |
磯部 敏宏 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (20518287)
武井 貴弘 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50324182)
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| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| キーワード | マテリアルズインフォマティクス / 放射光X線回折 / in-situ測定 / 低熱膨張材料 / 結晶構造 |
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| 研究実績の概要 |
新しい無機材料を開発するための手段として計算科学が取り入れられてきており、特にデータサイエンスに立脚した材料探索であるマテリアルズインフォマティクスがその代表であるといえる。本研究では無機材料の中でも低熱膨張性あるいは負の熱膨張性を有する化合物を見出すことを主目的としてマテリアルズイ ンフォマティクスによる材料探索および放射光X線回折を用いたin-situ測定による特性評価を行った。 マテリアルズインフォマティクスによる低熱膨張性化合物の材料探索では低熱膨張性を示すためのパラメータ等を確定させることができず、現時点ではマテリアルズインフォマティクスによる材料探索はできていないが、結晶構造的観点から51種類の化合物を抽出して放射光X線回折を用いたin-situ測定を行い、ゼオライト系化合物においてその候補を見出すことができた。
これまでの研究結果からZr2SP2O12のZrを3価金属であるAl、Fe、Y、Gdおよび5価金属のNbで一部置換した化合物であるZr2-xMxSyP2O12-δについて放射光X線回折を用いたin-situ測定によってその熱膨張特性を評価した。その結果、いずれの金属の場合においてもZr2SP2O12と同様の負の熱膨張性を示し、特にYで置換した化合物が最も大きな負の熱膨張特性を示した。これらの結果より金属置換によりその熱膨張性を制御できることを明らかにした。
放射光X線回折を用いたin-situ測定が高い精度のデータを短時間で収集できることから、本研究のような熱膨張特性の評価には極めて有効であることが示された。これらのデータを蓄積することにより低熱膨張材料探索のためのマテリアルズインフォマティクスに必要なパラメータを今後確定させることができると期待できる。
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