최근, 초탄성에 따른 열의 이동을 활용한 새로운 냉각 현상(탄성 열량 효과)이 프론 가스를 이용한 종래의 냉각 수법을 대체하는 기술로서 주목을 받고 있다.탄성 열량 효과란, 응력의 인가·제하에 따라 결정 구조나 자기 구조가 변화하는 변태에 있어서, 변태 전후에서의 엔트로피의 차에 상당하는 발열이나 흡열이 일어나는 효과를 말한다. 「큰 변형시켜도 그 힘을 제외하면 원래의 형태로 돌아온다」 초탄성 특성을 가지는 형상 기억 합금을 단열 환경하에서 변형시키면, 이 효과를 이용한 냉각이 가능해진다.

　그러나 일반적으로 재료는 저온이 될수록 단단 해지고 신축성을 잃습니다.그 때문에, 저온시에는 변형시에 마찰열을 발생하게 되어, 탄성 열량 효과를 가지고 있어도 우수한 냉각 효과를 얻는 것은 곤란하게 되어 왔다.

　이에 대해 본 연구그룹은 4.2K까지의 극저온역까지 약 7%의 신축이 가능한 Cn-Al-Mn 합금을 개발했다.이번에, 이 초탄성 합금의 신축시에 얻어지는 탄성 열량 효과를 평가한 결과, 22K까지 냉각 효과를 얻을 수 있는 것을 알았다.지금까지 보고된 초탄성 합금에 있어서의 탄성 열량 효과 발현의 최저 온도는 210K이었기 때문에, 응용 가능한 온도폭을 실로 188K도 저온측으로 확대시키는 성과가 되었다.

　이 성과에 의해, 초탄성 합금의 극저온 영역에 있어서의 액추에이터나 냉각 유닛으로서의 응용이나, 초전도·액화 가스·우주공학 분야에서의 응용을 기대할 수 있다고 한다.

논문 정보:【NPG Asia Materials】Cryogenic superelasticity with large elastocaloric effect