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公開番号2025044631
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-02
出願番号2023152325
出願日2023-09-20
発明の名称蓄冷材粒子、蓄冷材粒子群、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置
出願人株式会社東芝,東芝マテリアル株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類C09K 5/14 20060101AFI20250326BHJP(染料;ペイント;つや出し剤;天然樹脂;接着剤;他に分類されない組成物;他に分類されない材料の応用)
要約【課題】比熱特性に優れた蓄冷材粒子を提供する。
【解決手段】実施形態の蓄冷材粒子は、イットリウム(Y)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム(Pr)、ネオジム(Nd)、サマリウム(Sm)、ユウロピウム(Eu)、ガドリニウム(Gd)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホルミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イッテルビウム(Yb)、及びルテチウム(Lu)からなる群から選ばれる少なくとも一つの第1の元素と、ニッケル(Ni)と、シリコン(Si)及びゲルマニウム(Ge)からなる群から選ばれる少なくとも一つの第2の元素と、SmNiGe₃型結晶相と、CeNiSi₂型結晶相とCaF₂型結晶相の少なくともいずれか一方と、を含む。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第１の元素と、
ニッケル（Ｎｉ）と、
シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第２の元素と、
ＳｍＮｉＧｅ
３
型結晶相と、
ＣｅＮｉＳｉ
２
型結晶相とＣａＦ
２
型結晶相の少なくともいずれか一方と、を含む、蓄冷材粒子。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
粉末Ｘ線回折法で得られるＳｍＮｉＧｅ
３
型結晶相の（１３１）面に対応するピークのピーク強度を第１のピーク強度（Ｉａ）、
粉末Ｘ線回折法で得られるＣｅＮｉＳｉ
２
型結晶相の（１３１）面に対応するピークのピーク強度を第２のピーク強度（Ｉｂ）、
粉末Ｘ線回折法で得られるＣａＦ
２
型結晶相の（１１１）面に対応するピークのピーク強度を第３のピーク強度（Ｉｃ）、とした場合に、
前記第２のピーク強度と前記第３のピーク強度の和の前記第１のピーク強度に対する割合（（Ｉｂ＋Ｉｃ）／Ｉａ）が０．０１以上０．３以下である、請求項１記載の蓄冷材粒子。
【請求項３】
イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第１の元素と、
ニッケル（Ｎｉ）と、
シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第２の元素と、
ＳｍＮｉＧｅ
３
型結晶相と、
前記少なくとも一つの第２元素の原子濃度が７０原子％より大きい第１の相と、を含む、蓄冷材粒子。
【請求項４】
断面における前記第１の相の面積割合が０．０１％以上４５％以下である、請求項３記載の蓄冷材粒子。
【請求項５】
投影像の周囲長さをＬとし、前記投影像の実面積をＡとしたとき、４πＡ／Ｌ
２
で表される円形度Ｒが０．５より大きい、請求項１又は請求項３記載の蓄冷材粒子。
【請求項６】
粒径が５０μｍ以上３ｍｍ以下である、請求項１又は請求項３記載の蓄冷材粒子。
【請求項７】
２５Ｋ以下の温度範囲における体積比熱の最大値が０．３８Ｊ／（ｃｍ
３
・Ｋ）以上である、請求項１又は請求項３記載の蓄冷材粒子。
【請求項８】
請求項１又は請求項３記載の蓄冷材粒子を９０％以上含む、蓄冷材粒子群。
【請求項９】
請求項１又は請求項３記載の蓄冷材粒子が複数個、充填された、蓄冷器。
【請求項１０】
請求項９記載の蓄冷器を備えた、冷凍機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄冷材粒子、蓄冷材粒子群、蓄冷器、冷凍機、クライオポンプ、超電導磁石、核磁気共鳴イメージング装置、核磁気共鳴装置、磁界印加式単結晶引上げ装置、及び、ヘリウム再凝縮装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、超電導技術の発展は著しく、超電導技術の応用分野が拡大するに伴って小型で高性能の極低温冷凍機の開発が不可欠になってきている。極低温冷凍機は、軽量かつ小型で熱効率の高いことが要求される。極低温冷凍機は、種々の応用分野において実用化が進められている。
【０００３】
極低温冷凍機は、複数の蓄冷材粒子を充填した蓄冷器を備える。例えば、蓄冷材粒子と、蓄冷器の中を通るヘリウムガスとの間で熱交換を行うことにより、寒冷を発生させる。
【０００４】
蓄冷材粒子の一例として、希土類元素及び金属を含む磁性蓄冷材粒子がある。希土類元素及び金属を含む磁性蓄冷材粒子として、例えば、ＨｏＣｕ
２
がある。極低温冷凍機の性能を向上させるため、比熱特性に優れた蓄冷材粒子の実現が期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
国際公開第２０２２／２２４７８３号
【非特許文献】
【０００６】
ＦａｂｉａｎａＲ．Ａｒａｎｔｅｓｅｔａｌ．，“Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍａｇｎｅｔｉｓｍ,ａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅＲＮｉＳｉ３（Ｒ＝Ｙ，Ｇｄ－Ｔｍ，Ｌｕ）”，ＰｈｙｓｉｃａｌＲｅｖｉｅｗＭａｔｅｒｉａｌｓ２,０４４４０２（２０１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、比熱特性に優れた蓄冷材粒子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
実施形態の蓄冷材粒子は、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、及びルテチウム（Ｌｕ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第１の元素と、ニッケル（Ｎｉ）と、シリコン（Ｓｉ）及びゲルマニウム（Ｇｅ）からなる群から選ばれる少なくとも一つの第２の元素と、ＳｍＮｉＧｅ
３
型結晶相と、ＣｅＮｉＳｉ
２
型結晶相とＣａＦ
２
型結晶相の少なくともいずれか一方と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
第１の実施形態の蓄冷材粒子の模式断面図。
第２の実施形態の蓄冷材粒子の模式断面図。
第２の実施形態の変形例の蓄冷材粒子の模式断面図
第４の実施形態の冷凍機の要部構成を示す模式断面図。
第５の実施形態のクライオポンプの概略構成を示す断面図。
第６の実施形態の超電導磁石の概略構成を示す斜視図。
第７の実施形態の核磁気共鳴イメージング装置の概略構成を示す断面図。
第８の実施形態の核磁気共鳴装置の概略構成を示す断面図。
第９の実施形態の磁界印加式単結晶引上げ装置の概略構成を示す斜視図。
第１０の実施形態のヘリウム再凝縮装置の概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。なお、以下の説明では、同一又は類似の部材などには同一の符号を付し、一度説明した部材などについては適宜その説明を省略する場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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