概要

負熱膨張（Negative Thermal Expansion, NTE）材料は、加熱すると収縮するという通常の材料とは逆の特性を示す特殊な物質群です。この性質は、精密機器や光学部品など、温度変化による寸法変化を最小化したい分野で重要な役割を果たします。

Zr₂SP₂O₁₂の特徴

Zr₂S P₂O₁₂は、ジルコニウム、リン、酸素を主成分とする結晶性化合物で、広い温度範囲にわたって顕著な負熱膨張を示します。この材料のNTE挙動は、フレームワークモデルと相転移モデルの２つのメカニズムを併せ持つ世界初の物質です。これにより、広い温度域と低い熱膨張率を両立を実現しています。

応用分野

• 精密機器：温度変化による寸法誤差を抑制。

• 複合材料：正熱膨張材料と組み合わせて、熱膨張係数を制御。

• 光学・電子デバイス：高精度な位置決めや安定性が要求される部品。

課題と展望

Zr₂SP₂O₁₂は有望なNTE材料で、すでに民間企業から販売されています。今後は、ナノ構造制御や複合化技術の進展により、より広範な産業応用が期待されています。

メディア情報

1. Novel Crystalline Oxide May Solve the Problem of Overheating in Composite Materials
   2021年1月5日

2. 「温めると縮む」新たな負熱膨張材料を発見
   2021年1月4日

論文情報

1. Negative thermal expansion in α-Zr2SP2O12 based on phase transition- and framework-type mechanisms, NPG Asia Mater., 12, 80 (2020). 

2. Effect of titanium substitution on the improvement of the thermal expansion properties of Zr2S0.9P2O12-δ, Ceram. Int., 47[7], 10197-10200 (2021).

3. Effect of tin substitution on the chemical composition and thermal expansion properties of Zr2SP2O12, J. Asian. Ceam. Soc., 9[3], 1194-1203 (2021).

4. Effect of aliovalent substitution on the crystal distortion and negative thermal expansion properties of Zr2SP2O12, Ceram. Int.,49[13], 22197-22203 (2023).

サンプル情報

本材料は三井金属より市販されております。商品としてのお問い合わせは、こちら（外部リンク）からお願いいたします。