用語

意味

あ行

エピタキシャル成長

( epitaxial growth )　ある結晶を、下地となるほかの結晶面上に成長させるとき、下地結晶に対し特定の結晶学的方位関係をもって成長することをエピタキシャル成長（あるいはエピタキシー成長）といい、この成長様式を利用した単結晶成長法をエピタキシャル成長法という。この方法は金属、半導体などの単結晶薄膜作成に利用されており、通常、真空蒸着により行い、下地結晶には、完全度の高い岩塩、ケイ素、雲母、ガーネットなどの結晶がよく用いられる。この場合、下地温度が重要で、温度が低いと単結晶は成長せず、多結晶状あるいは非晶質となる。蒸着膜が多結晶状から単結晶状になる温度をエピタキシー温度とよび、蒸着物質、下地物質、下地表面の方位、清浄度などに依存する。通常、100〜数百℃の下地温度が選ばれる。たとえば、岩塩単結晶（100）面上にAgを蒸着すると、蒸着膜は下地温度150℃で　　　(100) _Ag // (100) _NaCl ,  [001] _Ag // [001] _NaCl

の方位関係をもってエピタキシャル成長する。

か行

荷電キャリア

( charge carrier ) 導電性を与える荷電粒子（一般に電子）を一般にこう呼ぶ。正または負に帯電している。正は負の電極方向に、負は正の電極方向に引き付けられるクーロンの法則の結果である。

希土類元素

( rare earth elements )：RE　広義には周期表の�Va族の17元素に対する総称で、希土類金属ともいう。La〜Luの15元素はランタノイドと呼ばれ、またLa〜Euを軽希土、Gd〜Lu,Yを重希土、Sm〜Dyを中希土と分類されている。希（稀）という字がついているが、クラーク数をみてわかるように決して希ではなく、資源的にはモナズ石、バストネサイト、ゼノタイムなどの鉱物が、中国、米国、マレーシア、ブラジル、インド、オーストラリアなどに豊富なに産出する。

巨大磁気抵抗

　GMRと略称。一般に、導電性物質に磁場をかけると電気抵抗が変化する（磁気抵抗効果）が、この際の抵抗変化が特に大きい（例えば相対変化が10％を超えるような）場合を巨大磁気抵抗という。磁場によるスピン配置の変化によって、スピンに依存した伝導電子散乱の頻度が異なるために起こる。磁場がなければ強磁性層の磁化は互いに反平行な配列（反強磁性配列）をとる。磁場を膜面に平行にかけるとスピンは徐々に向きを変え、飽和磁場に達するとすべての強磁性層の磁化が平行（強磁性配列）となる。膜内の伝導電子は界面で磁性原子に散乱されながら膜内を移動するが、その平均自由行程は人工格子の周期よりも長く、磁性原子のスピンと同じ向きのスピンをもつ伝導電子は反対向きのスピンをもつ場合に散乱されにくいために、面内方向の電気抵抗が著しく（最大で50%程度）減ずる。GMRは磁性人工格子膜のほかグラニュラー材料や非磁性絶縁性膜を強磁性膜で挟んだトンネル接合などで見いだされており、磁気記録再生用の磁気ヘッドへの応用が有望視されている。また、２重交換相互作用を有するペロフスカイト型マンガン酸化物においては、キュリー温度付近でより巨大な磁気抵抗効果が見出されている。この場合にも、局在したスピンによる伝導電子の散乱が磁場によって抑制されるために負の磁気抵抗が生じるが、これをGMRと区別してCMRと呼ぶこともある。

建材用ステンレス

　建材用途は、すっかり定着した。一つは美感、意匠性をいかしたファッショナブル・スチール一つはウォータフロント開発に伴なう耐海水性ステンレスである。いずれも、今後とも大きく伸びていくであろう。

　ただ、制振、騒音防振、軽量化、意匠性、耐久性、耐海水性のいくつかを併せもった複数機能が求められる傾向も出てきた。問題は建材主流の構造材にある。

さ行

自動車用高張力鋼板

極低炭素鋼にTi₃Nbなどを添加して、C,Nを固定した成形性にすぐれるIF鋼や、客先での塗装焼付け時に降伏強度が上昇するBH鋼等である。これらはすでに新材料と意識されないまでに定着した。いま、新たな状況の下で、一段と性能の向上を目指した努力が続けられている。残留オーステナイトを利用し、従来鋼と同等の延性をもちながら、引張り強さが100kgf/mm²を超える冷延鋼板の開発された。ただし、成形性が不十分なので、外板用としては、直ちに実用は無理である。鋼板は40kgf/mm2が出始めた。外板はアルミニウムやプラスチック代替の動きがあるが、鉄鋼業の技術水準の高いわが国では、経済性、信頼性、リサイクル等からみて、急速な置換はなく、しばらくは鉄鋼が主流である。

新磁性鋼板

軟質磁性材料のうち、Fe系は純鉄をはじめケイ素鋼、パーマロイ（45Ni-Fe,77Ni特殊元素Fe）、ケイ素鋼板等が実用されているが、最近開発された２種をあげる。

1．6.5%ケイ素鋼

　ケイ素鋼は理論計算では、ケイ素6.5%で磁歪がゼロとなり、また最もすぐれた軟磁気特性を示すが、3.5%Si以上はもろく、機械的に鋼板製造不能なのをCVD等特殊な方法で板状とした。各種電源装置分野では、パワーエレクトロニクスがいちじるしく発展し、その半導体素子も年々高周波化、大容量化し、それに伴いトランスリアクトルモータも高周波、非正弦波で使うことが求められる。

2．Fe-1%Al合金−磁気シールド材

　今まで、磁気シールドはあまり問題にされなかったが、これからはリニアモータカー、MRIなど高い磁場を用い、また磁気の影響を受ける精密機器類が増えた。当然、磁気シールド材が要求されることとなる。高純度鉄、パーマロイ、センダスト等の既存材料があるが、新しく高性能品が加わった。

スチール箔

およそ厚さ150μmより薄いもので、5μmまでは技術的に可能で、10μmは量産できる。

　一見、紙状で、初めて市場に出た頃は、珍しいと名刺などに用いられたりしたが、銅箔やアルミニウム箔に比べ、強度・耐食・耐熱性に優れているので、高信頼性と耐久性を重視する各種精密機器部品に広く用いられるようになった。

制振鋼板

振動を抑える。騒音を減らす。制振材料の中で、制振鋼板は重要な一つである。2枚の鋼板の間に数十μmの樹脂をはさみ込んだサンドイッチ鋼板である。樹脂が曲げ振動を受けてセン断変形することにより、振動エネルギーを熱エネルギーにかえて、振動を減衰させる。使用温度により、適当な樹脂を選ぶ。現在、常温用（30℃前後）、中温用（60℃付近）、高温用（90℃付近）の3種がある。

遷移金属元素

( transition metal elements )：TM　元素の周期表（短周期形）において、�Z族から�T族に移行する際の過渡的な元素として、性質の類似したFe,Co,Niの3元素を遷移元素と考え、�[族とした、第2、第3長周期においてもRu,Rh,PdおよびOs,Ir,Ptの3個ずつを同様に考え、以上の合計9元素を中心にその前後の若干の元素を遷移（金属）元素とする古い概念が語源である。

た行

耐海水ステンレス

　海洋開発に伴ないニーズが増大している。わが国ではもともとステンレス鋼用途の第一が耐海水用であった。低コストの耐海水材として、高純度フェライト系ステンレス鋼がある。

　海洋開発では高強度を要求されるが、これに応えるものとして、�@)たとえば住友金属工業（株）のHR-254（18Ni20Crに6%以上のMoを加えたものがある。18Cr8Ni系に比べて10kgf/mm²ほど強度は高いが、加工性は問題ない。�A）新日本製鐵（株）のXA011（18Ni20Crに6%以上のMo添加）がある。以上いずれもオーステナイトステンレスである。

超伝導

( superconductivity ) ある種の金属を絶対零度近くに冷却すると、突如として電気抵抗がゼロになる。（注：一旦、超伝導と書いたら超電導と書かないように、以前文献で2つとも書かれたものがあって意味不明であった）

電荷の輸送

物質に電気を通すためには、物質中を電荷（または荷電粒子）が移動する必要がある。つまり電流は荷電粒子の移動によって生じる。

電気抵抗率1/σ

( resistivity ) R= 1/σ・l/A

電気的絶縁体

( insulator ) 固体中の価電子が共有結合の原子間に局在し、そのため親原子から離れて自由に移動できない。イオンの質量は電子よりもかなり大きいので、固体中を簡単に移動することはできない。そのため、イオン結合と共有結合の固体は良導体ではなく、電気的絶縁体なのである。

電子セラミックス

電磁気機能をもつセラミックスの一群を電子セラミックスやエレクロセラミックスと称す。

電流I

I=電荷/時間

電荷：クーロン[C]、電流I：アンペア[A]

　　電気物性論ではIではなく電流密度Jを用いる。

　　電流密度は単位面積あたりの電流であり、　J＝I/A　　Aは試料の断面積である。

導電率σ

導電性

電気伝導度

( conductivity ) 1/σの逆数であるσのことを導電率とよぶ。

（電気伝導度）導電率は物質によって23桁も異なっている。金属、半導体ではキャリアの移動機構が重要であり、絶縁体では、分極起源など誘電性の解明が主題となる。これに対して、純金属の抵抗率は、加熱による増加も、冷却による減少も顕著ではない。

　個々の物質の導電率自身、温度、圧力、電界、磁界、光などの外部条件によって、著しく変化する。半導体は加熱すると導電体になり、低温に冷却すると絶縁体になる。

な行

二相ステンレス

（超塑性ステンレス）

　二相ステンレスは、フェライト相とオーステナイト相がほぼ同量常温で存在し、しかも結晶粒を１μm以下に微細化したものである。強度、靭性、応力腐食割感受性はオーステナイト系とフェライト系の中間で、耐局部腐食はSUS316よりも大きい。降伏強さはSUS304の２倍。特に超塑性（250%以上の伸び）で、加工性は良い。

は行

バリスタ特性

電気抵抗特性に電流電圧非直線性

バルク

( bulk) 塊状の結晶・固体など、3次元的な拡がりをもち、かさばった状態の物質。薄膜、粒体、粉末に対して用いられ、表面、界面、端の効果が無視できる状態にあるものをさす。

半導体

( semiconductor ) 純粋な物質に、わずかの不純物を添加すると導電性が大きく変わる。

非磁性鋼

核融合、リニアモータカーなど、超伝導磁石を利用した装置などは高磁場で使用される。こうした場所で、普通の鉄鋼のような磁性材を使うと磁界分布を乱し、使用材料の中に過電流ができて材料が加熱され、その構造物が危険となる。そこで透磁率1.5以下（一般の鋼は150前後）の磁場の影響を受けない非磁性鋼が必要となってくる。安定した非磁性をもち、しかも高強度で経済的な材質が要求される。

　非磁性鋼には、高Mn鋼（ハットフィールド鋼）、ステンレス鋼、超合金がある。エレクトロニクス産業の発展に伴い、VTRガイドローラ、磁気ヘッド用ばね、非磁性ベアリング、その他家電製品、産業用の発電機エンドリング、モータのバインド線等に使用されている。最近、リニアモータカー、核融合装置、超電導送電、エネルギー貯蔵装置などの先端的技術を支える材料として注目を浴びる。非磁性の特性と共に加工性と極低温鋼としての特性が要求される。これにはNi含有の高いステンレス系が検討され、さらにオーステナイト組織を安定させるため高Niに加えて、TiおよびAlを添加によるTi₃Alなどの金属間化合物を析出硬化させるFe基の超合金もある。

PTC特性

電気抵抗特性に温度非直線性

光導電性

( photoconductivity ) 温度を変えるのと同じように、物質に光を照射しても電気抵抗が変化する。CdSなど

防錆鋼板

(1)Zn系メッキ鋼板：さびにくい金属を表面にメッキしたものが防錆鋼板である。従来はZnメッキが用いられていたが、なお不十分で、合金メッキやその他の種々の方法が開発されてきた。

　　　　　　　　　Zn−Feメッキ…湿った環境での塗装耐食

　　　　　　　　　2層メッキ…耐水密着性、カチオン電着塗装耐クレータリング性が良く、基板とも密着する。

(2)メッキ・塗装複合鋼板：合金メッキ鋼板の5〜10倍の耐食性がある。

(3)Alメッキ鋼板：排ガス凝縮液による内面腐食と、塩害による外面腐食対策。

ま行

や行

誘電分極

( dielectric polarization ) 絶縁体も誘電分極が大きいものは、電荷の蓄積効果が大きく、コンデンサとして有用である。交流電流は、変位電流という立場では、流れるので、インピーダンスという概念が導入されることになる。特に自発分極を有する物質は、電気−機械結合(electromechanical coupling)を通じて圧電性を併せ持ち、トランスジューサとして広く利用されている。

ら行

わ行