日本材料技研公司(Japan Material Technologies)積極擴大具有加熱時體積收縮、冷卻時恢復至原有狀態等特性之負熱膨脹材料事業。目前已確立了可透過改變材料的混合比例,進而任意調整發生體積變化之溫度範圍的技術,並將涵蓋低溫、中溫、高溫的材料加入了製品系列中。新材料可望利用於電子零組件、半導體周邊材料所使用之樹脂、接著劑的填料用途,以因應精密零組件抑制因熱而產生尺寸、位置變化的需求。
日本材料技研經手的負熱膨脹材料是一種稱為鉍鎳鐵氧化物(BNFO)的複合氧化物。BNFO的特徵在於受熱時體積會縮小的負熱膨脹係數較大,相變溫度範圍(物質的狀態隨溫度變化)的熱膨脹係數每升高1°C為187/1,000,000。簡化計算後,其體積比鎢酸鋯等其他負熱膨脹材料小約3%,性能提高4~5倍。此外,新材料在電子零組件使用的環氧樹脂等各種樹脂中亦具有良好的分散性。
另一方面,日本材料技研在2022年獲經濟產業省入選為的「成長型中小企業研究開發支援事業(Go-Tech計畫)」,並與東京工業大學、神奈川縣立產業技術綜合研究所(KISTEC)推動製品擴充、應用開發、量產技術等事業計畫。在此過程中,日本材料技研建立了可以透過改變構成材料之鎳、鐵的混合比例,任意調整相變溫度範圍的技術。
原先BNFO的產品陣容僅有相變溫度範圍在室溫附近(中心溫度32℃)與中高溫(95℃)等2種類型,現階段新增了低溫(14℃)、中溫(69℃)、高溫(135℃),擴充至5種類型。由於可提供多種溫度範圍,將可更容易因應諸如精確確定特定溫度範圍以抑制樹脂熱膨脹,或是混合多種材料以在寬廣的溫度範圍內運行等各類需求。
BNFO具有對溫度變化的高回應性,以及經過相變溫度範圍之體積收縮後熱傳導性或導電性提高等獨特的特性。有鑑於此,將可適用於溫度感測器等用途需求。目前也已開始提供商業樣品以測試其性能與可用性,期達到早期實用化之目標。
此外,在2025年3月為止的Go-Tech專案計畫期間,日本材料技研亦將投入於粒徑的微細化、可承受回流焊接製程約260℃熱能之可靠性技術、量產技術以及穩定生產相關之技術開發。