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論文

Pressure-modulated magnetism and negative thermal expansion in the HoFe $_{17}$ intermetallic compound

Cao, Y.*; Zhou, H.*; Khmelevskyi, S.*; Lin, K.*; Avdeev, M.*; Wang, C.-W.*; Wang, B.*; Hu, F.*; 加藤健一*; 服部高典; et al.

Chemistry of Materials, 35(8), p.3249 - 3255, 2023/04

https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.3c00158

被引用回数：2 パーセンタイル：37.82(Chemistry, Physical)

静水圧や化学圧力は、結晶構造を変化させる効率的な刺激であり、材料科学において電気的、磁気的特性のチューニングによく利用されている。しかし、化学圧力は定量化が困難であり、これら両者の定量的な対応関係はまだよくわかっていない。本研究では、負の熱膨張(NTE)を持つ永久磁石の候補である金属間化合物を調べた。放射光X線その場観察により、AlをドープしたHoFe $_{17}$ に負の化学圧力があることを明らかにし、単位セル体積の温度・圧力依存性を用いそれを定量的に評価した。また、磁化測定と中性子回折測定を組み合わせることで、磁気秩序に対する化学圧力と静水圧の違いを比較した。興味深いことに、圧力はNTEの抑制と増強を制御するために使用することができた。電子状態計算から、圧力がFermiレベル(EF)に対する主要バンドの上部に影響を与えたことを示しており、これは磁気安定性に影響を与え、それが磁気とNTEを調節する上で重要な役割を果たしていることがわかった。本研究は、圧力の影響を理解し、それを利用して機能性材料の特性を制御する良い例を示している。

論文

Experimental investigation of the glass transition of polystyrene thin films in a broad frequency range

井上倫太郎*; 金谷利治*; 山田武*; 柴田薫; 深尾浩次*

Physical Review E, 97(1), p.012501_1 - 012501_6, 2018/01

https://doi.org/10.1103/PhysRevE.97.012501

被引用回数：10 パーセンタイル：63.17(Physics, Fluids & Plasmas)

本研究では、非弾性中性子散乱(INS),誘電緩和分光法(DRS),熱膨張分光法(TES)を用いたポリスチレン薄膜の過程を調べた。DRSおよびTES測定は、フィルムの厚さとともにガラス転移温度( $T_{rm g}$ )の低下を示した。一方、INS測定ではTgの上昇が認められた。この矛盾を解明するために、我々は、DRSとTESによって測定された過程のピーク周波数( $f_{rm m}$ )の温度依存性を調べた。実験では、測定周波数領域で膜厚が減少するにつれてピーク周波数( $f_{rm m}$ )が増加することが明らかになった。この測定結果は、膜厚に伴う観察されたTgの減少と一致する。INSとDRSまたTESとの間の過程の説明の相違は、不透明な壁効果のために、膜厚および移動度の低下による見掛けの活性化エネルギーの低下に起因すると考えられる。

報告書

耐熱セラミックス複合材料の照射試験,2; 第2次(98M-41A),第3次(99M-30A)予備照射試験中間報告

馬場信一; 根本誠*; 相沢静男; 山地雅俊*; 石原正博; 沢和弘

JAERI-Tech 2005-055, 157 Pages, 2005/09

JAERI-Tech-2005-055.pdf:19.06MB

高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた高温工学に関する先端的基礎研究の課題の1つとして「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷効果に関する研究」のため、材料試験炉を用いて一連の予備照射試験を進めている。本報告は、このうちの第2次及び第3次の照射試験について記載したものである。両試験の照射温度は973K-1173K及び1273K-1473K,高速中性子照射量110 $^{25}$ m $^{-2}$ ( E1MeV)の照射条件のもとで行った試料について、直径寸法の基本統計値,寸法変化及び熱膨張率の結果について報告する。

論文

Phase equilibria and thermal expansion of CaTiO $_{3}$ doped with neptunium

佐藤剛*; 山下利之; 松井恒雄*

Journal of Nuclear Materials, 344(1-3), p.67 - 72, 2005/09

https://doi.org/10.1016/j.jnucmat.2005.04.018

被引用回数：3 パーセンタイル：23.95(Materials Science, Multidisciplinary)

CaTiO $_{3}$ 及びCa(Ti,Al)O $_{3}$ とNpO $_{2}$ の相関係をX線回折法により調べた。用いた試料はAr-8% $_{2}$ 中1773Kで調製したものである。単相の固溶体がCaTiO $_{3}$ 及びCa(Ti,Al)O $_{3}$ についてそれぞれ、0-7.5モル%Np及び1-10モル%Npで得られた。TiをAlで置換することにより、Npの固溶量は増加する。Npの固溶挙動をUやPuと比較し、添加物の酸化状態やイオン半径の観点から議論した。Np添加CaTiO $_{3}$ の熱膨張を室温から1273Kの範囲で、高温X線回折法により測定した。試料の体積膨張係数は組成によらずほぼ一定であり、Npの添加によるCaTiO $_{3}$ の安定化は見られなかった。これは、顕著な安定化が観測されているPuを添加したCaTiO $_{3}$ とは、大きく異なっている。

報告書

耐熱セラミックス複合材料の照射後試験データ集; 97M-13A照射後試験

馬場信一; 石原正博; 相沢静男; 関野甫

JAERI-Data/Code 2003-003, 394 Pages, 2003/03

JAERI-Data-Code-2003-003.pdf:13.63MB

高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた高温工学に関する先端的基礎研究の研究テーマの一つである「耐熱セラミックス複合材料の照射損傷機構に関する研究」として、材料試験炉(JMTR)を用いて第1次から第3次までの照射試験を実施した。本報告は、その第1次照射後試験で得た照射誘起寸法変化,熱膨張率,X線回折及び線スペクトルについてまとめたものである。

論文

Irradiation effects on thermal expansion of SiC/SiC composite materials

石原正博; 馬場信一; 星屋泰二; 四竈樹男*

Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1168 - 1172, 2002/12

https://doi.org/10.1016/S0022-3115(02)01056-5

被引用回数：5 パーセンタイル：34.09(Materials Science, Multidisciplinary)

SiC繊維強化SiC複合材料,SiC粒子強化SiC複合材料及び多結晶SiCを573K,673K及び843Kの温度で1.810 $^{24}$ m $^{-2}$ (E1MeV)の照射を行った。照射後、室温での照射誘起寸法変化及び室温から1673Kまでの熱膨張率を測定した。その結果、照射誘起寸法変化については、(1)SiC粒子強化SiC複合材料及び多結晶SiCでは、照射により生成される点欠陥に起因して、照射とともに膨張すること、さらにこの値は多くのSiC材料や単結晶で測定されたものとほぼ同様の値であること,(2)繊維強化SiC複合材料複合では、結晶性の悪い繊維の照射誘起寸法収縮の影響を受け収縮すること、熱膨張率については、高温での測定による照射損傷の回復が認められ、たとえばこれにより照射温度の予測がおおむね可能であることが明らかとなった。

報告書

黒鉛の格子振動の温度依存性と比熱の解析(協力研究)

仁平猛*; 岩田忠夫*; 岩瀬彰宏

JAERI-Research 2001-045, 33 Pages, 2001/11

JAERI-Research-2001-045.pdf:1.27MB

KomatsuとNagamiyaによって提案された黒鉛の格子振動の半連続体モデルは、格子振動の分散関係を解析的に表すことに成功した唯一のもので、分散関係の表式には層面間距離弾性定数C $_{11}$ ,C $_{12}$ ,C $_{13}$ ,C $_{33}$ ,C $_{44}$ 及びがパラメータとして含まれている。ここで、 $it crm$rhokappa^{2}$$ は層面の曲げの弾性定数,は密度である。われわれは、これらのパラメータを温度の関数として取り扱うことにより、この半連続体モデルを改良する。以外のパラメータには既知の実験データ及びそれらから導いた関係を用いる。は、改良した半連続体モデルによる比熱の計算値を実験値に一致させることにより、温度の関数として求める。改良した半連続体モデルは、360K以下の広い温度範囲にわたって比熱の実験値をよく説明し、その温度範囲で熱伝導などの解析に用いることができる。は温度上昇とともに著しく減少するが、これはout-of-planeモード振動のsofteningが起こることを示す。比熱の実験曲線の温度による2階微分は格子振動の振動数分布についての情報を与える。低温比熱の解析から、C $_{44}$ の室温の値は0.41510 $^{11}$ dyn/cm $^{2}$ であると確定される。

報告書

A Study on density, melting point, thermal expansion, creep, thermal diffusivity and thermal conductivity of the simulated rock-like oxide (ROX) fuels

柳澤和章; 大道敏彦*; 白数訓子; 室村忠純; 松田哲志*

JAERI-Tech 99-032, 65 Pages, 1999/03

JAERI-Tech-99-032.pdf:3.23MB

便宜的にPuO $_{2}$ をUO $_{2}$ で代替した模擬岩石型燃料を製造し、炉外試験に供した。得られた主たる知見は以下のとおり。(1)模擬岩石燃料のガス置換密度(GID)は、4.9から5.4g/ccの範囲であり、その値はUO $_{2}$ の47-52%であった。(2)模擬岩石燃料の融点(MP)は1,91139 $^{circ}$ Cであり、UO $_{2}$ の融点より30%低かった。(3)線膨張係数(LTE)は、温度1500 $^{circ}$ Cまで模擬岩石燃料とUO $_{2}$ 燃料に差異はなかった。(4)模擬岩石燃料のクリープ速度はMgAl $_{2}$ O $_{4}$ 成分に強く依存した。(5)硬度(Hv)はMgAl $_{2}$ O $_{4}$ の構成成分であるAl $_{2}$ O $_{3}$ に対して敏感で、その量の増加によって模擬岩石燃料はより硬くなった。温度300 $^{circ}$ Cまでの範囲で模擬岩石燃料とUO $_{2}$ の硬度を比較したが、前者は後者に比べ著しく大きかった。(6)熱拡散率に関して、模擬岩石燃料とUO $_{2}$ との間に大きな差異はない。同様に、模擬岩石燃料とGd $_{2}$ O $_{3}$ を10wt%まで添加したUO $_{2}$ 燃料との間の熱拡散率にも差異はなかった。模擬岩石燃料の熱伝導率とUO $_{2}$ のそれとに差異はなかった。

論文

Thermal expansion and thermal conductivity of cesium uranates

高野公秀; 湊和生; 福田幸朔; 佐藤正知*; 大橋弘士*

Journal of Nuclear Science and Technology, 35(7), p.485 - 493, 1998/07

https://doi.org/10.3327/jnst.35.485

被引用回数：4 パーセンタイル：38.54(Nuclear Science & Technology)

酸素ポテンシャルの高い酸化物燃料中において生成することが熱力学的に予測されているCs $_{2}$ UO $_{4}$ とCs $_{2}$ U $_{2}$ O $_{7}$ を、U $_{3}$ O $_{8}$ とCs $_{2}$ CO $_{3}$ から調整し、熱膨張率及び熱伝導率を測定した。高温X線回折法による格子定数の温度依存性から求めたCs $_{2}$ UO $_{4}$ の線熱膨張は、室温から973Kまでで1.2%であり、Cs $_{2}$ U $_{2}$ O $_{7}$ については1073Kまでで1%であった。CS $_{2}$ UO $_{4}$ とCs $_{2}$ U $_{2}$ O $_{7}$ のディスク状試料を作製し、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定した。測定値に密度と比熱を掛け、熱伝導率を温度の関数として決定した。100%理論密度に換算したCs $_{2}$ UO $_{4}$ の熱伝導率は980Kで1.18W/mKでありUO $_{2}$ の約30%であった。Cs $_{2}$ U $_{2}$ O $_{7}$ については1093Kで0.94W/mKであり、UO $_{2}$ の約27%であった。

論文

Thermal expansion and thermal conductivity of Cs $_{2}$ CrO $_{4}$

高野公秀; 湊和生; 福田幸朔; 佐藤正知*; 大橋弘士*

Journal of Alloys and Compounds, 278, p.277 - 282, 1998/00

https://doi.org/10.1016/S0925-8388(98)00595-7

被引用回数：1 パーセンタイル：19.46(Chemistry, Physical)

高速炉燃料中でステンレス被覆管内面に生成する可能性があるCs $_{2}$ CrO $_{4}$ について、高速X線回折法により測定した格子定数の温度依存性から、熱膨張率を決定した。室温から873Kまでの熱膨張率は2.34%であり、UO $_{2}$ の約4倍、ステンレス鋼の2倍以上であった。ディスク状試料について、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を測定し、密度と比熱の文献値から熱伝導率を決定した。100%理論密度での値に換算した熱伝導率は、800Kで0.40W/mKであり、これはUO $_{2}$ の10%以下、また、U $_{0.8}$ Pu $_{0.2}$ O $_{1.98}$ の12%以下であった。

論文

Thermal expansion and thermal conductivity of cesium molybdate

湊和生; 高野公秀; 福田幸朔; 佐藤正知*; 大橋弘士*

Journal of Alloys and Compounds, 255, p.18 - 23, 1997/00

https://doi.org/10.1016/S0925-8388(96)02841-1

被引用回数：14 パーセンタイル：66.58(Chemistry, Physical)

モリブデン酸セシウムの熱膨張率及び熱伝導率を測定した。熱膨張率は、高温X線回折法による室温から773Kまでの格子定数の温度依存性から導出した。Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の線熱膨張率は、773Kにおいて約2%であり、UO $_{2}$ の線熱膨張率の4倍以上であった。熱伝導率は、レーザーフラッシュ法により熱拡散率を室温から1000Kまで測定し、かさ密度及び比熱容量の文献値を用いて導出した。Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の熱伝導率は、400K以上で温度の上昇とともに増加した。Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の熱伝導率は、300KにおいてUO $_{2}$ の熱伝導率の約5%であり、1000Kにおいては20%以下であった。

論文

Thermal properties of cesium molybdate

湊和生; 高野公秀*; 佐藤正知*; 大橋弘士*; 福田幸朔

Transactions of the American Nuclear Society, 74, p.95 - 96, 1996/00

Cs-Mo-O系の複合酸化物Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の熱膨張率(格子定数変化率)及び熱拡散率を測定した。熱膨張率は、高温X線回折により、コーエン法を用いて格子定数を温度の関数として得た。各結晶軸の熱膨張率には、異方性が見られた。Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の幾何平均の線熱膨張率は、UO $_{2}$ の3倍以上であった。熱拡散率は、レーザーフラッシュ法により測定し、かさ密度及び比熱の文献値を用いて熱伝導率を算出した。熱拡散率には、841Kにおける相転移のために、不連続性が認められた。Cs $_{2}$ MoO $_{4}$ の熱伝導率は、UO $_{2}$ の2分の1以下の小さな値であった。

論文

Measurements of thermal conductivity and thermal expansion of an isotropic graphite by thermal shock method

荒井長利; 三木相煥*; 宇賀地弘和; 奥達雄*; 磯崎孝則; 本田幸雄*

11th Int. Symp. on Carbon New Processing and New Applications; Extended Abstracts,Vol. 1, p.15 - 161, 1990/11

熱衝撃破壊及び熱疲労破壊を研究するため、円板試料の熱衝撃試験を開始した。この試験の第一段階として、黒鉛中空孔付き円板試験片を高周波誘導により熱衝撃的に加熱し、その際、試験片内の温度分布を測定、解析すること及び試験片の外径をレーザーマイクロゲージにより推定することにより、温度の関数として熱伝導率及び熱膨張係数を決定する測定原理及び装置を開発した。なお、供試材として、高温工学試験研究炉(HTTR)用炉心黒鉛構造物の製作に用いられる微粒等方性黒鉛IG-11を使用した。本論文では、本試験法の測定原理と装置の概要を説明すると共に、本試験により等方性黒鉛の熱伝導率及び熱膨張係数を室温から約2000 $^{circ}$ Cまでの範囲について測定した結果を報告する。さらに、従来法による値と比較検討することにより、本試験法が妥当であり、しかも高温域での測定に於いて、かなり有効であることを示す。

論文

The negative thermal expansion coefficient of GaP crystal at low temperature

春名勝次*; 前田裕司; 大橋一利*; 小池卓郎*

J.Phys.,C, 19, p.5149 - 5154, 1986/00

GaP結晶の格子定数による熱膨張係数を4.2~300kの温度領域でX線によるBond法で精密に測定した。III-V族結晶は負の膨張係数を持つことが知られているが、GaP結晶では現象論的理論に従うと負の膨張を持たないことが予測されていた。しかし、精度の良い測定を行なった結果、他のIII-V族結晶と同様負の膨張係数を持つことがわかった。グリュンナイゼン係数を求めると、50k以下で負の値を持つ。これらの結果は、III-V族結晶は負の膨張係数を持つことが一般的であると示唆している。

論文

Calorimetric study of phase transitions in (NH $_{4}$ ) $_{3}$ H(SO $_{4}$ ) $_{2}$

鈴木繁*; 押野康夫*; 下司和男; 巻田泰治*

Journal of the Physical Society of Japan, 47(3), p.874 - 877, 1979/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.47.874

被引用回数：40

(NH $_{4}$ ) $_{3}$ H(SO $_{4}$ ) $_{2}$ の比熱測定を90K~440Kの範囲で行った。又II-III相転移点(-8 $^{circ}$ C)附近でC $^{ast}$ -方向の線形熱膨張率の測定を行った。各相転移に対する転移熱および転移エントロピーが実験的に与えられた。II-III相転移における比熱・熱膨張の異常はランダウ型の古典理論によっては説明できない。

論文

Dielectric and dilatometric studies of phase transitions in (ND $_{4}$ ) $_{3}$ D(SeO $_{4}$ ) $_{2}$ and isotope effect

大坂俊雄*; 巻田泰治*; 下司和男

Journal of the Physical Society of Japan, 46(2), p.577 - 580, 1979/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.46.577

被引用回数：52

(NH $_{4}$ ) $_{3}$ H(SO $_{4}$ ) $_{2}$ が-92 $^{circ}$ C以下の温度で強誘電性を示すことは、すでに報告した。重水素置換塩(ND $_{4}$ ) $_{3}$ D(SeO $_{4}$ ) $_{2}$ の誘電性および熱膨張性の測定を行った結果、Curie温度は約34 $^{circ}$ C上昇することが分かった。この著しい同位元素効果は、O-H…O結合中の水素の運動が、強誘電相転移に対して大きい役割を果たしていることを示唆している。-170 $^{circ}$ Cにおける、重水素置換塩の自発分極は、2.5Ccm $^{-}$ $^{2}$ である。

論文

An Experimental study of progressive strain growth due to thermal-stress ratcheting

宇賀丈雄

J.Eng.Mater.Technol., 100(2), p.150 - 156, 1978/02

https://doi.org/10.1115/1.3443464

被引用回数：2

熱応力ラチェットによる変形進展の可能性は理論的解明されていたが実験的には皆無に等しかった。そこで3本棒試験法を考案し、これを用いて実験室規模で、荷重条件(定常膜応力レベル、熱応力抗巾レベル)荷重履歴効果、熱応力分布効果など変形進展挙動に及ぼす各種因子を実証的に明らかにするとともにその原因について解析検討を加えた。

論文

Thermal expansion behaviour through the magnetic transition in Cr $_{5}$ S $_{6}$

安西修一郎*; 濱口由和

Journal of the Physical Society of Japan, 38(2), p.400 - 403, 1975/02

https://doi.org/10.1143/JPSJ.38.400

被引用回数：8

X線回折によりCr $_{5}$ S $_{6}$ の格子常数の変化を80~400Kで測定した。C、A両軸共にTt、Tcにおいて温度微分係数に不連続が見出だされ、エーレンフェストの関係を用いた計算と一致する大きさを示すことから、これらの相転位は二次転位であることを明らかにした。又フェリ磁性相における膨張は通常の熱膨張と磁性スピンの交換相互作用による歪の和で良く説明されることも明かになった。

論文

Thermal expansion and dielectric studies of the phase transition in ferroelectric NaNO $_{2}$ at -95 $^{circ}$ C

下司和男

Journal of the Physical Society of Japan, 26(4), p.953 - 956, 1969/00

https://doi.org/10.1143/JPSJ.26.953

抄録なし

口頭

Measurement and modelling of properties of (U,Pu)O $_{2}$ doped with simulated FP elements

廣岡瞬; 堀井雄太; Vauchy, R.; 林崎康平; 大和田英明*; 古澤尚也*; 山田忠久*; 砂押剛雄*; 宇野弘樹*; 永沼正行; et al.

no journal, ,

Studies on modelling fuel properties as a function of burn-up are limited to thermal conductivity and still rely on the experimental data reported in the 1970s using simulated irradiated fuels doped with fission-product (FP) elements. The use of simulated irradiated fuels rather than real irradiated fuels is an efficient approach to studying the intrinsic effect of FP on the fuel properties because the other factors such as microstructural evolution and accumulation of radiation damage during irradiation also have significant influences on the properties. In this study, we fabricated simulated MOX pellets by adding soluble FP elements (Nd, Sm, Zr, Ce, Gd, La) and measured thermo-physical properties. The results of property measurement such as thermal conductivity will be presented as an ongoing project together with literature data for comparison. Also, property changes with increasing burn-up are analyzed based on the FP yields calculated by ORIGEN2.