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微細構造表面創成のための圧電駆動式その場ナノインデンテーションに関する研究

Research Project

Project/Area Number 14F04048
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionKeio University

Principal Investigator

閻 紀旺  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) HUANG HU  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 外国人特別研究員
HUANG Hu  慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,400,000 (Direct Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2016: ¥200,000 (Direct Cost: ¥200,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywordsナノインデンテーション / 押し込み / 単結晶シリコン / 相変態 / マイクロ・ナノ加工 / 超精密切削
Outline of Annual Research Achievements

機械・光学・バイオデバイスなどに用いられている各種の先端材料はそれ自体で固有の表面機能を有しているが、その材料表面にナノレベルの規則的(あるいは不規則的)な微細構造を形成することにより、その機能が飛躍的に向上され、あるいは材料の固有特性を越えた全く新しい表面機能が得られることが期待されている。本研究は、ナノインデンテーション法による単結晶シリコンやシリコンカーバイド、石英、超硬合金などの各種先端材料のナノスケールの押し込みを行い、その機械的特性を評価すると同時に材料表面へのナノレベルの微細構造を創成加工することを目的として行われた。
H28年度では、前年度の継続として3次元微細形状を創成するための多自由度押し込み加工システムを用いて各種硬脆材料への微小押し込み・形状創成実験を行い、インデンテーションによる材料変形・破壊・相変態の基本メカニズムの解明を行った。その結果、構築した超精密微細押し込み加工システムの有効性が確認され、曲面形状へのナノレベルの表面微細構造の創成加工が可能となった。これにより、様々な微細形状の創製および新たな機械的特性を持つ材料表層の創製の可能性が見出された。
今後は本研究の成果を生かし、光学表面や撥水性表面の創成などへの応用を目指してゆく予定である。また、本研究を担当してきた外国人特別研究員が今後帰国する予定であり、引き続き本研究室と共同で国際共同研究を実施していくことで合意されている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results)

  • [Journal Article] Effects of pre-compression deformation on nanoindentation response of Zr65Cu15Al10Ni10 bulk metallic glass2016

    • Author(s)
      H. Huang, J. Zhang, C. Shek, J. Yan
    • Journal Title

      Journal of Alloys and Compounds

      Volume: 674 Pages: 223-228

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2016.03.057

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] In situ characterization of formation and growth of high-pressure phases in single-crystal silicon during nanoindentation2016

    • Author(s)
      H. Huang, J. Yan
    • Journal Title

      Applied Physics A – Material Science & Processing

      Volume: 122 Issue: 4 Pages: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9973-2

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Possibility for rapid generation of high-pressure phases in single-crystal silicon by fast nanoindentation2015

    • Author(s)
      H. Huang, J. Yan
    • Journal Title

      Semiconductor Science and Technology

      Volume: 30 Issue: 11 Pages: 115001-115001

    • DOI

      10.1088/0268-1242/30/11/115001

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] On the mechanism of secondary pop-out in cyclic nanoindentation of single-crystal silicon2015

    • Author(s)
      H. Huang, J. Yan
    • Journal Title

      Journal of Materials Research

      Volume: 30 Issue: 11 Pages: 1861-1868

    • DOI

      10.1557/jmr.2015.120

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] New insights into phase transformations in single crystal silicon by controlled cyclic nanoindentation2015

    • Author(s)
      H. Huang and J. Yan
    • Journal Title

      Scripta Materialia

      Volume: 102 Pages: 35-38

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.02.008

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant

URL: 

Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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