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無鉛圧電セラミックスを用いたスマートアクチュエーターとその応用

Research Project

Project/Area Number 17040018
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

福田 敏男  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (70156785)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松野 隆幸  富山県立大学, 工学部, 助手 (50377842)
加藤 一実  産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 研究グループ長 (30356779)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥11,600,000 (Direct Cost: ¥11,600,000)
Fiscal Year 2006: ¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2005: ¥5,600,000 (Direct Cost: ¥5,600,000)
Keywords積層圧電アクチュエータ / バイモルフ型圧電素子 / テーラーメード / 無鉛圧電セラミックス / スマートアクチュエータ / マイクロ二層流 / マイクロチャネル / マイクロバルブ / 変位と力
Research Abstract

圧電アクチュエータは,小型,高出力,高精度,高応答性を有するため,自動車,家電製品,マイクロ・ナノデバイス等の様々な部品へ応用されている.しかしながら,既存の圧電アクチュエータでは,小型,低コスト,かつ変位と力を両立したアクチュエータは実現困難であった.我々は,2枚のバイモルフ型圧電素子を両端支持で組み合わせ,それらを積層することにより,これらの要件を満たす新たな積層圧電アクチュエータを開発し,TAMPA(Tailor-made Multilayer Piezoelectric Actuator)と名付けた.本年度は,前年度に引き続きTAMPAの改良を行い,特に,現在問題となっている圧電セラミックス(PZT)中の鉛による環境問題に取り組むため,無鉛圧電セラミックスを用いたTAMPAの無鉛化アクチュエータを作製し,動作・特性と解析を実験的に確認した.さらに,作製したTAMPAをマイクロデバイスへ応用を試みた.本年度の成果として,下記の通り,積層圧電アクチュエータのデバイス応用および積層圧電アクチュエータの無鉛化としてまとめる.
・積層圧電アクチュエータのデバイス応用
本アクチュエータは,小型,低コスト,かつ変位と力を両立したアクチュエータであるので,マイクロバルブやマイクロステージ等の様々なデバイスへ応用可能である.今年度は,マイクロバルブへの応用を行い,マイクロチャネル内のマイクロ二層流の混合用デバイスとして応用を試みた結果,マイクロ二層流の混合及びマイクロチャネル内の濃度勾配の生成に成功した.
・積層圧電アクチュエータの無鉛化
圧電セラミックス(PZT)中の鉛が環境問題となっているので,無鉛圧電セラミックスの調査を行った.実際に,無鉛圧電セラミックス((K,Na)(Nb,Ta)O_3)を用いてアクチュエータを作製し,特性評価・解析を行った.(776字)

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2006 2005

All Journal Article (11 results)

  • [Journal Article] 変位と力を両立したテーラーメード型積層圧電アクチュエータ2006

    • Author(s)
      元尾幸平, 当田直哉, 新井史人, 福田敏男, 松野隆幸, 菊田浩一, 平野眞一
    • Journal Title

      機械学会論文集 C編 72巻・722号

      Pages: 3302-3309

    • NAID

      110004837623

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    • Author(s)
      K.Tanaka, K.suzui, K.Nishizawa, T.Miki, K.Kato
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 45

      Pages: 1555-1559

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    • Author(s)
      Y.Guo, K.Suzuki, K.Nishizawa, T.Miki, K.Kato
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 45

      Pages: 855-859

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    • Author(s)
      K.Motoo, F.Arai, T.Fukuda, M.Matsubara, K.Kikuta, T.Yamaguchi, S.Hirano
    • Journal Title

      Journal of Applied Physics Vol.98

      Pages: 94505-94505

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    • Author(s)
      K.Kato, K.Tanaka, K.Suzuki, T.Kimura, K.Nishizawa, T.Miki
    • Journal Title

      Applied Physics Letters 86

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      K.Kato, K.Tanaka, K.Suzuki, T.Kimura, K.Nishizawa, T.Miki
    • Journal Title

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      Pages: 1481-1484

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      K.Kato, K.Suzuki, K.Tanaka, D.Fu, K.Nishizawa, T.Miki
    • Journal Title

      APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING 81

      Pages: 861-864

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      加藤一実
    • Journal Title

      表面科学 26(4)

      Pages: 187-193

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      加藤一実
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      工業材料 53

      Pages: 56-59

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    • Author(s)
      K.Tanaka, K.Suzuki, K.Nishizawa, T.Miki, K.Kato
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics 44

      Pages: 6885-6890

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    • Author(s)
      Y.Guo, K.Suzuki, K.Nishizawa, T.Miki, K.Kato
    • Journal Title

      Journal of Crystal Growth 284

      Pages: 190-196

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Published: 2005-04-01   Modified: 2018-03-28  

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