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高密度電子流による金属ファインインジェクション技術の創出と超長ワイヤ創製への展開

Research Project

Project/Area Number 17H06516
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

木村 康裕  東北大学, 工学研究科, 助教 (70803740)

Project Period (FY) 2017-08-25 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords機械材料・材料力学 / 原子拡散 / エレクトロマイグレーション / インジェクション / ファインマテリアル / ナノ材料 / 構造・機能材料
Outline of Annual Research Achievements

平成29年度は、高密度電子流による原子拡散を活用した金属ファインインジェクション技術の創出と単結晶金属超長ファインワイヤ創製への展開を目指し、本研究課題の核となる射出機構の研究開発を遂行し、以下の研究実績を得た。
1. 高密度電子流印加のための閉回路設計と射出機構の試作 原子拡散を引き起こす電子流印加のための閉回路を実現した。汎用金属ニードルに内径140μm円筒硼珪酸ガラスキャピラリを組み込み、電気炉内にて溶融したSnをステンレスシリンジを用いて加圧充填することで、キャピラリ内へ隙間なく導通部を形成することに成功した。
2. 微細孔の作製 金属材料射出のための微細孔作製を実施した。従来、微細孔作製に用いられていた集束イオンビーム装置ではなく、反応性イオンエッチング装置によりSi基板上に多数の微細孔を形成するメッシュ構造を導入した。これは高効率に大量のファインマテリアルを創製できる構造であり、Siメッシュを項目1のガラスキャピラリ先端部にカーボンペーストを用いて固定することで、射出機構を試作した。
3. 電子流印加による臨界射出圧力の検討 項目1、2の工程を経て試作した射出機構を用いて、電流印加によるファインマテリアル創製実験を試みた。射出機構においては溶融金属の表面張力や界面抵抗による射出抵抗から臨界射出圧力が存在することが推察されていた。創製実験において印加電流量を変化させることにより、蓄積原子量およびそれによって決定される内圧力を制御することで、臨界射出圧力の存在を実験的に確認することに成功した。さらに電子流印加のみでマイクロスフィアの創製に成功したことから、電子流印加による金属ファインマテリアルの射出機構が実現可能であることを実験的に示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (1 results)

All Other

All Remarks (1 results)

  • [Remarks] 東北大学大学院工学研究科 坂・木村/燈明研究室

    • URL

      http://king.mech.tohoku.ac.jp/saka/index.htm

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-08-25   Modified: 2022-12-28  

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