2014 Fiscal Year Annual Research Report
線と面の異種金属ナノ溶接原理の確立と熱電機能の創出
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24686016
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
燈明 泰成 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50374955)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ナノ接合 / ジュール熱 / マイクロ／ナノ材料 / 異種金属 / 熱電機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度は異種金属接触部の溶融現象を支配する因子を新たに見出すと共に、計画していたナノ熱発電機を実現して当初の研究目標を達成した。
１．極細線と面の異種金属ナノ溶接 高確度に細線と面の異種金属溶接を実現するために、細線比の異なる異種金属細線系の伝熱問題を取り扱った。電流付与下において形成される当該細線系の非対称温度分布において、細線切断位置は不連続であるが、切断に要する電流値が連続であることを見出し、この知見に基づき異種金属接触部の溶融現象を支配する因子を提案すると共に、実際に直径25umのCu、Alマイクロ細線を用いた実験により当該因子の有用性を確認した。この因子と、これまでに算出することに成功している臨界膜厚値より、異種金属の極細線と基板との溶接条件を決定することが可能である。
２．ナノ熱発電機の実現 Fe平板とAl薄膜とを組み合わせ、当該異種金属界面に作製に成功しているFe3O4ナノワイヤを内包した、独自の薄板型熱発電機を実現した。この薄板型熱発電機は異種金属界面側と、他方の絶縁界面側との間に生じる温度差により起電力を発生するものである。実際に当該熱発電機をモータ表面に貼り付け、モータに負荷を与えることで上昇したモータの表面温度と外環境との、20K程度のわずかな温度差を利用して、発電が可能であることを確認した。また異種金属界面に内包させたFe3O4ナノワイヤが発電効率の向上に有益であることを確認した。
３．ナノ溶接マップの策定 これまでの研究成果を集約して、同種および異種金属の組み合わせであって、細線同士（同径、異径）、あるいは細線と基板など、様々な微細材料同士を高確度にジュール熱溶接するための要領を整理したナノ溶接マップを策定し、本研究課題で取り扱った溶接手法の汎用性を飛躍的に向上させることに成功した。
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| Research Progress Status |
26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 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(14 results)
