• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

ニオブ゙系無鉛圧電体のドメイン構造と高負荷耐性

Research Project

Project/Area Number 25289227
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

柿本 健一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40335089)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywords環境材料 / セラミックス / 電子・電気材料 / 無鉛圧電体 / ドメイン構造
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、未解明かつこれまで積極利用されなかった斜方晶系由来の60oドメイン構造をニオブ系無鉛圧電セラミックスの分極性能向上に活かすことを目的としている。昨年度はセラミックス試料面に渡るドメイン壁と電場印加方向とのなす角度について統計分布を調べることを可能とし、セラミックス粒子内のドメイン壁の評価に顕微ラマン散乱分光法が応用できることを見出した。
そこでH27年度は、各種実験条件を精密制御し、均一微細組織となる高密度焼結体の合成条件を決定することに取り組み、そのドメイン構造を評価した。特に、二段階焼結法と低酸素分圧焼成法を最適に組み合わせることによって、微構造を均質化した各種ニオブ系無鉛圧電セラミックスの合成が可能であることを新たに見出し、その平均粒子径と電気特性に強い相関があること、さらに粒子サイズ効果を明確に認めるに至った。
すなわち、温度負荷もかけた高負荷耐圧試験を実施した結果、従前製法のニオブ系無鉛圧電セラミックスの共振点はハード系PZTと同じく温度上昇につれて低周波側にシフトし、材料が軟化し、最終的にマイクロクラック形成が観察されたものの、平均粒子系を1/3に減じた改良型セラミックスはクラック形成に対して強い材料構造であると同時に高負荷耐性に優れており、斜方相-正方晶間の相転移温度近傍では電気的疲労現象を示さず、抗電界値Ecもほとんど変化しないことを見出した。その結果、斜方相特有の60oドメイン構造が高負荷耐性に及ぼす影響について新たな知見を得たため、得られた結果を取りまとめ、成果発表を行った。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Univ. Erlangen-Nuremberg(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Univ. Erlangen-Nuremberg
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      1
  • [Journal Article] Electric Fatigue Process in Lead-free Alkali Niobate Ceramics at Various Pressures and Temperatures2015

    • Author(s)
      A. Martin and K. Kakimoto
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 54 Pages: 10NB06

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.10NB06

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Microscopic Raman Spectroscopy in the Vicinity of Domain Wall of (Na,K)NbO3 Piezoelectrics2015

    • Author(s)
      Y. Taniguchi and K. Kakimoto
    • Journal Title

      Jpn. J. Appl. Phys.

      Volume: 54 Pages: 10ND09

    • DOI

      10.7567/JJAP.54.10ND09

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Evaluation of Domain Switching by Means of Impedance Spectroscopy Method2016

    • Author(s)
      H. Nishiyama, T. Fuchigami, K. Kakimoto
    • Organizer
      7th U3 Material Design Forum
    • Place of Presentation
      Shizuoka
    • Year and Date
      2016-03-28 – 2016-03-29
  • [Presentation] ニオブ系無鉛圧電セラミックスの圧縮応力依存性と疲労機構2016

    • Author(s)
      大胡健司、渕上輝顕、柿本健一、M. Weiss, S. Rupitsch, R. Lerch
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [Presentation] 種々のNb2O5混合粉を用いたニオブ系無鉛圧電セラミックスLNKNの作製とその圧電特性2016

    • Author(s)
      松村栄幸、渕上輝顕、柿本健一
    • Organizer
      日本セラミックス協会2015年年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2016-03-14 – 2016-03-16
  • [Presentation] 高負荷環境下における圧電セラミックスの電界誘起ひずみ計測2015

    • Author(s)
      大胡健司、渕上輝顕、柿本健一、M. Weiss, S. Rupitsch, R. Lerch
    • Organizer
      平成27年度日本セラミックス協会東海支部学術研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2015-12-12 – 2015-12-12
  • [Presentation] Characterization of Lead-free Alkali Niobate Piezoceramics by the Inverse method2015

    • Author(s)
      K. Ogo, M. Weiss, S. Rupitsch, R. Lerch and K. Kakimoto
    • Organizer
      IEEE International Ultrasonics Symposium
    • Place of Presentation
      Taiwan
    • Year and Date
      2015-10-21 – 2015-10-24
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] インバース法を用いたニオブ系無鉛圧電セラミックスの材料定数評価2015

    • Author(s)
      大胡健司、柿本健一、Manuel Weiss、Stefan Rupitsch、Reinhard Lerch
    • Organizer
      日本セラミックス協会第28回秋季シンポジウム
    • Place of Presentation
      富山
    • Year and Date
      2015-09-16 – 2015-09-18
  • [Presentation] Spectroscopic Analysis of Domain Structure for Lead-free (Na,K)NbO3 Piezoelectrics2015

    • Author(s)
      Y. Taniguchi and K. Kakimoto
    • Organizer
      11th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies
    • Place of Presentation
      Jeju, Korea
    • Year and Date
      2015-08-30 – 2015-09-04
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Electric Fatigue Process of Lead-free Alkari Niobate Ceramics under Pressure and Temperature2015

    • Author(s)
      A. Martin and K. Kakimoto
    • Organizer
      第32回強誘電体応用会議
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2015-05-20 – 2015-05-23
  • [Presentation] (Na,K)NbO3無鉛圧電体のドメインウォール近傍における顕微ラマン分光評価2015

    • Author(s)
      谷口優也、柿本健一
    • Organizer
      第32回強誘電体応用会議
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2015-05-20 – 2015-05-23

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi