2022 Fiscal Year Research-status Report
Establishment of Broadband Dielectric Measurement Method in Liquids under Temperature Change Environment for Synthesis of Functional Materials
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20K04522
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| Research Institution | Hachinohe Institute of Technology |
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Principal Investigator |
柴田 幸司 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (50382586)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 誘電率測定 / 液体 / 複素誘電率 / S11 / インピーダンス / 校正 / 高周波 / マイクロ波 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
高周波帯における液体の誘電率測定を広帯域、簡便、高精度かつ迅速に行う為、同軸給電の遮断円筒導波管反射法による基準物質と比較する公式を用いた測定手順を確立した。そして実際に10- 1000MHzにおける各種液体の複素誘電率の測定結果から、手法や手順の有効性を確認した。
更に、測定可能周波数帯域の低周波への拡張を目指し、先端が開放された同軸線路に液体を充填時の反射係数の測定値に対して集中定数回路に基づく誘電率の推定理論を適用する誘電率推定法も提案し、実測により、その有効性を示した。
また、これらの誘電率測定法に対し、自動平衡ブリッジに基づく測定器でのインピーダンス測定結果からの複素誘電率とも比較し、測定器の違いによる誘電率の推定精度も確認した。
更に新潟大学理学部の依頼により、リチウムイオン溶液の複素誘電率の測定を行った。具体的には、LiBF4およびLiPF6を含むカーボネート溶液または、Li(N(SO2CF3)2)水溶液の複素誘電率を遮断円筒導波管反射法により測定し、その周波数特性を明らかにした。その際、特に低周波帯にて、試料の導電率と誘電損失を分離した評価を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当該年度は特に、液体の誘電率測定を広帯域、簡便、高精度かつ迅速に行える遮断円筒導波管反射法による基準物質と比較する公式を用いた測定手順を確立できた。
また、種々の測定器の違いによる誘電率測定時の測定精度も確認できた。
そして、終端開放同軸線路を用いた低周波帯での液体の誘電率測定法も確立できた。
更に、各種のリチウムイオン溶液の複素誘電率の周波数特性も把握できた。
ここまでの検討結果から、低周波帯での電解質溶液の複素誘電率の測定の重要性を再認識し、この目的を達成するための誘電率測定法の改善案等を策定できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、低周波帯での電解質溶液の複素誘電率の精密測定測定法を確立するため、タイムドメインリフレクトメータを用いたTDR法や、高周波帯における生体組織の複素誘電率の測定に用いられる4端子法に基づく誘電率測定法をもとに、測定理論や測定精度の改善を目指す。
その為、2023年の前半は測定治具の設計および手配や基礎検討を進める。そして、2023年の後半には、実際の複素誘電率の測定結果の従来手法との比較により測定手法の確立を目指す。
更に、特に導電率の高い試料に対する低周波帯での誘電率測定法の確立を目指す。
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