2004 Fiscal Year Annual Research Report
超弾力性カーボンマイクロコイルを用いた超高感度・多機能型センサー/MEMSの開発
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16360039
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
元島 栖二 岐阜大学, 工学部, 教授 (80021608)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷 和男 岐阜大学, 工学部, 教授 (20303505)
川村 拓也 岐阜大学, 工学部, 助手 (50313911)
林 康彦 名古屋工業大学, 助手 (50314084)
菱川 幸雄 シーエムシー技術開発(株), 技術開発部, 主任
葛谷 知洋 シーエムシー技術開発(株), 技術開発部, 研究員
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| Keywords | カーボンマイクロコイル / シングルコイル / 超弾力性コイル / 触覚センサー / LCRパラメーター |
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| Research Abstract |
(A)超弾力性カーボンマイクロコイルおよびシングルコイルの合成条件を検討した。
(1)大量合成用反応装置を設計・試作し、これを用いて、種々のコイル形態・大きさのコイルを合成するための基本的合成条件を検討した。
(2)その結果、純粋なシングルコイルを得るための触媒として、Fe系合金(特にSUS)を基板に擦りつける方法、溶液法によりセラミックス微粉末に担持させた触媒が優れており、又、最適反応温度は710℃であることを見出した。上記条件によりほぼ純度が100%のシングルコイルが得られた。
(3)高導電性の超弾力性及びシングルコイルの大量合成条件を検討し、1g/バッチ程度の合成が可能となった
(B)センサー素子の設計・試作を行った。
種々の形態・大きさの超弾力性カーボンマイクロコイルおよびシングルコイルを、弾力性樹脂中に分散固定化させたセンサー素子を作成し、その最適作製条件を検討した。その結果次の成果が得られた。
(1)コイル単体は、伸ばすと電気的パラメーターであるLCR成分はいずれも大きくなり、収縮させると次第に減少してもとの値まで戻った。
(2)CMC/弾力性樹脂複合材のセンサー素子は、その表面に応力(荷重)を印加するとLCRパラメーターは荷重の増加と共にlog的に変化した。
(3)十分な触覚センサー信号を得るには、コイルのマトリックス中への添加量は1wt%以上、好ましくは3-10wt%であった。
(4)センサー素子は、ハサミなどでどんなに小さくカットしてもセンサー信号は得られ、最小で100ミクロン角の素子が得られた。厚さは60ミクロンのものまで得られた。
(5)応答速度は数十msであり、センサー信号(LCRパラメーター)はかなりの温度ドリフトを示した。
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