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微細構造表面創成のための圧電駆動式その場ナノインデンテーションに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 14F04048
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 生産工学・加工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

閻 紀旺  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)

研究分担者 HUANG HU  慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 外国人特別研究員
HUANG Hu  慶應義塾大学, 理工学部, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2016年度: 200千円 (直接経費: 200千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
2014年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードナノインデンテーション / 押し込み / 単結晶シリコン / 相変態 / マイクロ・ナノ加工 / 超精密切削
研究実績の概要

機械・光学・バイオデバイスなどに用いられている各種の先端材料はそれ自体で固有の表面機能を有しているが、その材料表面にナノレベルの規則的(あるいは不規則的)な微細構造を形成することにより、その機能が飛躍的に向上され、あるいは材料の固有特性を越えた全く新しい表面機能が得られることが期待されている。本研究は、ナノインデンテーション法による単結晶シリコンやシリコンカーバイド、石英、超硬合金などの各種先端材料のナノスケールの押し込みを行い、その機械的特性を評価すると同時に材料表面へのナノレベルの微細構造を創成加工することを目的として行われた。
H28年度では、前年度の継続として3次元微細形状を創成するための多自由度押し込み加工システムを用いて各種硬脆材料への微小押し込み・形状創成実験を行い、インデンテーションによる材料変形・破壊・相変態の基本メカニズムの解明を行った。その結果、構築した超精密微細押し込み加工システムの有効性が確認され、曲面形状へのナノレベルの表面微細構造の創成加工が可能となった。これにより、様々な微細形状の創製および新たな機械的特性を持つ材料表層の創製の可能性が見出された。
今後は本研究の成果を生かし、光学表面や撥水性表面の創成などへの応用を目指してゆく予定である。また、本研究を担当してきた外国人特別研究員が今後帰国する予定であり、引き続き本研究室と共同で国際共同研究を実施していくことで合意されている。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 5件)

  • [雑誌論文] Effects of pre-compression deformation on nanoindentation response of Zr65Cu15Al10Ni10 bulk metallic glass2016

    • 著者名/発表者名
      H. Huang, J. Zhang, C. Shek, J. Yan
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 674 ページ: 223-228

    • DOI

      10.1016/j.jallcom.2016.03.057

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In situ characterization of formation and growth of high-pressure phases in single-crystal silicon during nanoindentation2016

    • 著者名/発表者名
      H. Huang, J. Yan
    • 雑誌名

      Applied Physics A – Material Science & Processing

      巻: 122 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1007/s00339-016-9973-2

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Possibility for rapid generation of high-pressure phases in single-crystal silicon by fast nanoindentation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Huang, J. Yan
    • 雑誌名

      Semiconductor Science and Technology

      巻: 30 号: 11 ページ: 115001-115001

    • DOI

      10.1088/0268-1242/30/11/115001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the mechanism of secondary pop-out in cyclic nanoindentation of single-crystal silicon2015

    • 著者名/発表者名
      H. Huang, J. Yan
    • 雑誌名

      Journal of Materials Research

      巻: 30 号: 11 ページ: 1861-1868

    • DOI

      10.1557/jmr.2015.120

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] New insights into phase transformations in single crystal silicon by controlled cyclic nanoindentation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Huang and J. Yan
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 102 ページ: 35-38

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.02.008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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