5/16 固体の熱膨張の基礎から 負熱膨張材料／複合化による熱膨張制御技術

名古屋大学　大学院工学研究科 応用物理学専攻　教授　竹中 康司　氏　[研究室HP]

[略歴]
1991年 京都大学 理学部卒業
1996年 東京大学 大学院 工学系研究科修了 博士(工学)
1996年 名古屋大学 大学院 理学研究科 助手
2003年 理化学研究所 研究員
2007年 名古屋大学　大学院工学研究科　准教授
2013年～現職
2022年 名古屋大学発ベンチャー・株式会社ミサリオ設立　代表取締役兼務

　固体材料の熱膨張制御を行う際に必要となる材料学的基礎を修得します。無機固体を中心に、固体の成り立ちや熱膨張をはじめとする物理的性質、熱膨張の評価法を解説します。

　金属や樹脂など様々な材料の熱膨張を制御する目的で、「温めると縮む」負熱膨張材料を熱膨張抑制剤として含有する複合材料が検討されています。この負熱膨張材料については、近年進展がめざましく、従来材料の数倍から十倍大きな負熱膨張を示す新規材料も見つかっています。これら負熱膨張材料について、その材料群とメカニズムを詳しく紹介します。また、これら負熱膨張材料を熱膨張抑制剤として含有する熱膨張可変複合材料について、実例をもとに、材料設計に必要な複合則や複合化で実現される機能、今後の課題などを解説します。とりわけ電子デバイスの分野で近年関心が高い負熱膨張性微粒子の開発と応用を紹介します。

　本講演は、特別な前知識なしで受講できます。この講習では、様々な例題を解き、歪ゲージによる熱膨張評価のデータ処理を実践することで、熱膨張の評価を経験していない受講者に対しても、知識が研究開発の現場で応用できるよう配慮します。

１．固体の熱膨張
　　1.1 固体の成り立ちと物理的性質
　　　　1.1(a) 結晶とその電子状態
　　　　1.1(b) 固体の物理的性質
　　1.2 格子振動と熱膨張
　　　　1.2 (a) 格子振動の非調和性と熱膨張
　　　　1.2 (b) 熱膨張の評価
 
２．負の熱膨張
　　2.1 物質とメカニズム
　　2.2 従来型負熱膨張：強固な共有結合の役割
　　2.3 相転移型負熱膨張
　　　　2.3 (a) 電荷移動転移
　　　　2.3 (b) 強誘電転移
　　　　2.3 (c) 磁気体積効果
　　　　2.3 (d) 金属-絶縁体転移
　　2.4 ハイブリッド負熱膨張
　　2.5 材料組織効果

３．固体材料の熱膨張制御
　　3.1 複合材料の熱膨張
　　　　3.1(a) 熱膨張制御の重要性
　　　　3.1(b) 熱膨張評価式
　　3.2 負熱膨張材料による熱膨張制御
　　　　3.2(a) 複合材料による熱膨張制御の実例
　　　　3.2(b) 金属複合材
　　　　3.2(c) 樹脂複合材料
 　 3.3 負熱膨張微粒子の開発とその応用
　　　　3.3(a) 負熱膨張微粒子の開発
　　　　3.3(b) 負熱膨張微粒子による熱膨張制御：PyroAdjuster®を例に

□ 質疑応答 □

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