2015 Fiscal Year Research-status Report
微細構造制御によるハイパワー用非鉛圧電セラミックスの開発
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15K06451
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
石井 啓介 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 教授 (30257208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江阪 久雄 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工, その他部局等, 教授 (40531992)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 圧電セラミックス / 圧延配向法 / 非鉛圧電材料 / アルカリニオブ系セラミックス / 非線形圧電現象 / 電流跳躍現象 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. 代表的な非鉛圧電材料である(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいて、粒子配向制御により非線形圧電性を低減可能であることが初めて確認された。具体的には、材料定数である非線形圧電係数ξD31は配向度の向上と共に減少することが判明した。未配向試料と比して、配向度97%の試料ではξD31が1/6となった。配向試料では、典型的な非線形圧電現象である3次高調波電圧の発生、共振周波数の変化、電流跳躍現象の発現が抑制された。以上の成果により、これまで明らかにされていなかった、非線形圧電性に及ぼす配向制御の効果が定量的に明らかになった。
2. (K, Na)NbO3系非鉛圧電セラミックスにおけるLi置換が非線形圧電性に及ぼす影響を調べた。Li置換量の増大に伴い非線形圧電性は減少し、相境界組成で極小となった。このときの非線形係数ξD31はLi無置換試料のξD31の1/10以下に減少した。非線形性圧電性の低減には、Li添加が配向制御以上に効果的であることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の見積もり通り、配向制御によるアルカリニオブ系圧電セラミックスの非線形圧電性の低減効果を定量的に明らかにすることが出来た。このため、初年度の研究目標をほぼ達成できた。加えて、当初意図していなかったLi置換による非線形圧電性の低減効果も確認することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
予想外の成果である、Li置換効果の知見を生かすため、Li置換をおこなった(K,Na)NbO3系圧電セラミックスにおいても配向制御をおこない、非線形圧電性の更なる低減を目指す。目標である鉛系圧電セラミックスに匹敵する非線形圧電性の小さな非鉛圧電セラミックスの開発を目指す。
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| Causes of Carryover |
白金地金の価格が低下したため、消耗品として購入した白金線およびR熱電対を当初の見積もりよりも相当に安価に購入できた。そのため直接経費に残が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
昨年度と同様に、電気炉発熱体、白金材料、試薬等の消耗品購入を行う。白金地金の価格を考慮し、購入量の調整を行う。
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