日本材料技研株式会社

負熱膨張材料BNFO

日本材料技研(JMTC)の負熱膨張材料BNFOは、ビスマス・ニッケル・鉄からなるペロブスカイト構造を持つ酸化物セラミックスBiNi1-xFexO3です。

負熱膨張材料BNFOは、温度変化に伴いニッケルとビスマスの間での電荷移動が起こることで、ペロブスカイト結晶構造の骨格を担うニッケルと酸素の結合長が伸縮し、温度上昇によって大きな体積収縮を引き起こします。

負熱膨張材料BNFOは、室温付近で-187ppm/Kという大きな負熱膨張率を示し、樹脂コンポジット材料などのCTE(熱膨張率)抑制に使うことができます。

また負熱膨張材料BNFOは、温度に応じて結晶構造が変化し、電気抵抗(電気伝導率)や熱抵抗(熱伝導率)に巨視的変化を引き起こす刺激応答性のスマートセラミックス(温度応答性セラミックス)でもあります。

負熱膨張材料BNFOは、一定の温度域を境界として、低温域と高温域で電気抵抗・熱抵抗の挙動が異なります。なおかつ結晶の組成によって状態変化を起こす温度域を調整することができるため、日本材料技研(JMTC)では、低温応答型BNFOと高温応答型BNFOの開発に取り組んでいます。

負熱膨張材料BNFOは、主に負熱膨張性フィラーとして使用することが想定されます。また温度応答性セラミックスとしての特性を活かして、主にエレクトロニクス部品に用いられるスイッチング材料やセンサー材料として使用することも期待されます。