2019 Fiscal Year Annual Research Report
Development of High Performance Smart Composite Material with Enhancing Domain Density at the PZT/Magnetostrictive Interface for Designing Energy Harvesting, IoT Devices
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17H03140
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
古屋 泰文 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 特任教授 (20133051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
千葉 晶彦 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (00197617)
成田 史生 東北大学, 工学研究科, 教授 (10312604)
和田 智志 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (60240545)
中尾 航 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (60361870)
戸津 健太郎 東北大学, マイクロシステム融合研究開発センター, 准教授 (60374956)
丹波 澄雄 弘前大学, 理工学研究科, 准教授 (70179927)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | スマート材料・デバイス / 環境発電 / ナノドメイン / スピントロ二クス / 磁歪合金 / マルチフェロイクス / インフラ診断 / ＩｏＴセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，自立分散型ＩｏＴセンサや環境発電エネルギーハーベスト型の高性能スマート材料・デバイス設計・開発およびその実証実験を行うことを目標としている。マルチフェロイクス効果を活かせる、圧電・磁歪材（薄板、ファイバ）複合機能型材料の創製及び環境発電デバイスの実証を行う。
本年度（H.31）は最終年度であり、昨年度（H.30）に続きの、強加工した磁歪薄板を、圧電体や他の磁性体との積層型の複合機能化デバイス作製に挑戦した。強磁性体である、磁歪２種（ＦｅＣｏ／ＦｅＧａ）／軟磁性アモルファス薄帯を積層した、多層フェロイクス型材料を放電接合法でバルク化できた。これは、異相界面ナノレベルでの磁区増殖・移動への相乗効果が期待できるので、その磁歪・磁気特性を調査し磁気センサの高感度化を確認できた。一方、セラミックス系強圧電体との複合化にも挑戦した。圧電・磁歪積層型のマルチフェロイクス複合機能型材料では、振動発電素子での高出力化が実証されて、これらは新たな新素材・スマートデバイスを開拓する知見である。これらは、東北大学・知財からの特許申請が認可された。さらに、これらの新素材からなる電磁的スマート機能デバイス(応力センサ・環境発電素子）を使って、青森県深浦町丘陵地の風車、弘前大理工研究科屋上の風車、東北大間での遠隔的なワイヤレスIoTセンサーネットワークの実証試験を行った。近距離通常WiFi－LANと低消費電力通信規格LPWA(RoLaWAN、免許不要)を併用して、小型風車(東北大）の回転ギア部のトルク信号、深浦町風車支柱の振動などに関するインフラ診断のモニタリングに成功した。また、これらIoTセンサデータをそのLAN経由でクラウド型データに蓄積して、NOTE-PCで解析するソフトウェアを開発した。
以上、本年度研究目標の、スマート材料・デバイスとIoTセンサーネットワークが実証できた。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
