【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.09】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24UT0064
利用課題名 / Title
機能性材料の低温域における物性評価
利用した実施機関 / Support Institute
東京大学 / Tokyo Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions
キーワード / Keywords
エネルギー貯蔵/ Energy storage,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
河本 崇博
所属名 / Affiliation
株式会社東芝
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
草間知枝,黒川直樹
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
山原弘靖
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
磁気共鳴画像装置などに使用されている超電導マグネットは4 Kなどの極低温環境下で動作するが、その極低温環境の生成および保持には液体HeとGifford-McMahon(GM)冷凍機が使用されている。GM冷凍機の冷凍能力は使用する蓄冷材の比熱特性・構成に大きく左右される。本利用課題では新規蓄冷材の材料設計指針を得ることを目的に、開発材料の比熱特性を測定し、それらの組成依存性を評価した。
実験 / Experimental
アーク溶解法などを用いて組成の異なる材料を合成し、これらを数mm角に切り出すことで測定試料を作製した。比熱特性は共用設備である極限環境下電磁物性計測装置（PPMS）を利用して、試料の比熱特性を2～300 Kの範囲で評価した。測定時の印可磁場は0 Tとした。得られた比熱特性を用いて、冷凍機シミュレーションソフトregen3.3により冷凍能力を計算した。
結果と考察 / Results and Discussion
比熱特性の評価結果と材料組成を比較することで、比熱ピーク温度やピーク形状の組成依存性を明らかにすることができた。さらに、シミュレーションにより比熱特性を用いて冷凍機の冷凍能力を計算し、比熱特性と冷凍能力の関係を考察した。これらの知見を深めたことにより、従来よりも合理的かつ高効率な材料設計指針探索が可能となった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
機器利用にあたり、手厚くサポートして下さった東京大学大学院工学研究科山原弘靖助教に御礼申し上げます。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：1件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件