Basic research for low-temperature heat pump by using all solid state cooling method
全固态冷却方式低温热泵基础研究
基本信息
- 批准号:22H00297
- 负责人:
- 金额:$ 27.12万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
- 财政年份:2022
- 资助国家:日本
- 起止时间:2022-04-01 至 2027-03-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
極低温磁気冷凍技術において、低温領域で初めて発現する量子物性現象を積極的に用いることによって、これまでに無い動作原理を利用した全固体冷却法による極低温度動作ヒートポンプの研究開発を行い、極低温度における冷却技術の技術革新を起こすものである。全固体冷却法は、(1)磁気冷凍材料(弱磁場高応答性磁性体)、(2)熱スイッチ(純金属多結晶固体熱スイッチ)、(3)蓄冷材(巨大磁気比熱蓄冷物質)の3つの要素によって構成されている。全体期間5年の間に、それぞれの要素に対して特性を最大化し、それらを統合した冷却システムを開発する計画である。本年度は、高真空高温炉(最高温度2000°C、到達真空度10^-4 Pa)を導入した。数10Kでの温度領域における熱スイッチ材料候補として期待しているタングステン純金属多結晶体をはじめとする純金属材料の高真空中高温アニール専用として使用する。本年度はこれまでタンスステン材料において2200℃までのアニール試験(業者委託を含む)を行い、熱伝導率比100倍(20 K, 5 T)をこえる熱スイッチ性能が確認された。これは、これまでの20倍に比べてアニール温度を最適化することによって、熱スイッチ性能が飛躍的向上することが初めて見出された。また、最適化された熱スイッチを用いた全固体冷却方の暫定的な冷却試験も行い、次年度以降に予定している本格的な冷却試験への足がかりを得ることができた。また、磁気冷凍材料HoB2の巨大磁気熱量効果発現の起源を中性子非弾性散乱と平均場計算によって、磁気熱量効果の発現における結晶場分裂が担う役割を解明し、磁気冷凍材料探索の新しい指針を提唱した。
The research and development of ultra-low temperature magnetic refrigeration technology and ultra-low temperature cooling technology have been carried out in the field of ultra-low temperature magnetic refrigeration technology, and the technical innovation of ultra-low temperature cooling technology has been initiated. All-solid cooling method: (1) magnetic freezing material (weak magnetic field high reactivity magnetic material),(2) thermal storage material (pure metal polycrystalline solid thermal storage material),(3) cold storage material (huge magnetic heat storage material) and three elements of the composition of the material. All 5 years of time, all elements of the system to maximize the characteristics, all cooling system development plan This year, the high vacuum furnace (maximum temperature 2000°C, vacuum degree 10^-4 Pa) was introduced. The temperature range of several 10K is high temperature, the material candidate is expected to be high temperature, the pure metal polycrystalline material is expected to be high temperature, and the pure metal material is used in high vacuum. This year, the thermal conductivity ratio of 100 times (20 K, 5 T) was confirmed by the test of the material at 2200℃ (including the industry commission). This is the first time that we've seen a jump in thermal performance. All solid cooling solutions are optimized for use in the interim cooling test, and the cooling test is scheduled for the next year. The origin of the large magnetic heat effect of magnetic freezing material HoB2, neutral particle non-uniform dispersion, average field calculation, crystal field splitting and service separation of magnetic heat effect, and new directions for the exploration of magnetic freezing materials are proposed.
项目成果
期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Multiple magnetic transitions and complex magnetic behaviour of the perovskite manganite NdMn7O12
钙钛矿亚锰矿 NdMn7O12 的多重磁转变和复杂磁行为
- DOI:10.1016/j.jssc.2022.122969
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Belik;A. A.; Liu;R.; Zhang;L.; Terada;N.; Tanaka;M.; Yamaura;K.
- 通讯作者:K.
Crystal electric field level scheme leading to giant magnetocaloric effect for hydrogen liquefaction
导致氢液化巨磁热效应的晶体电场级方案
- DOI:10.1038/s43246-023-00340-z
- 发表时间:2023
- 期刊:
- 影响因子:7.8
- 作者:Noriki Terada;Hiroaki Mamiya;Hiraku Saito;Taro Nakajima;Takafumi D. Yamamoto;Kensei Terashima;Hiroyuki Takeya;Osamu Sakai;Shinichi Itoh;Yoshihiko Takano;Masashi Hase;and Hideaki Kitazawa
- 通讯作者:and Hideaki Kitazawa
高圧力下偏極・非偏極中性子回折実験によるマルチフェロイクスの研究
高压下偏振和非偏振中子衍射实验研究多铁性
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:BOLYACHKIN;Anton;LAI;Jiawei;DENGINA;Ekaterina;TERADA;Noriki;DIEB;Sae;TANG;Xin;OHKUBO;Tadakatsu;SEPEHRI AMIN;Hossein;HONO;Kazuhiro;石原和宜, 福嶋隆司朗, 田中清尚, 平原徹;寺田 典樹
- 通讯作者:寺田 典樹
Machine Learning Assisted Development of Fe2P-type Magnetocaloric Compounds for Cryogenic Applications
- DOI:10.1016/j.actamat.2022.117942
- 发表时间:2022-04
- 期刊:
- 影响因子:9.4
- 作者:J. Lai;A. Bolyachkin;N. Terada;S. Dieb;Xin Tang;T. Ohkubo;H. Sepehri-Amin;K. Hono
- 通讯作者:J. Lai;A. Bolyachkin;N. Terada;S. Dieb;Xin Tang;T. Ohkubo;H. Sepehri-Amin;K. Hono
Magnetocaloric Effect in Erbium Scandium Alloys
铒钪合金的磁热效应
- DOI:10.1109/tmag.2021.3088116
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:2.1
- 作者:Mamiya Hiroaki;Terada Noriki;Hase Masashi;Tsujii Naohito;Kitazawa Hideaki
- 通讯作者:Kitazawa Hideaki
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- 发表时间:
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- 影响因子:0
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- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
N. Kijima;et al.;早川 博;木嶋 倫人;寺田 典樹;J. Awaka;N. Kijima;J. Akimoto;上村 正彦;松倉 啓介;寺田 典樹 - 通讯作者:
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ガーネットにおける保磁力H_Cのダブルピーク
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- DOI:
- 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
N. Kijima;et al.;早川 博;木嶋 倫人;寺田 典樹;J. Awaka;N. Kijima;J. Akimoto;上村 正彦 - 通讯作者:
上村 正彦
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