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分子形態を制御したカーボンオニオンナノ砥粒による超精密ポリシングの高度化

研究課題

研究課題/領域番号 16H04242
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

平田 敦  東京工業大学, 工学院, 教授 (50242277)

研究分担者 青野 祐子  東京工業大学, 工学院, 准教授 (20610033)
研究協力者 齋藤 雄介  
室伏 梨穂  
太田 立志  
佐野 龍樹  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
13,520千円 (直接経費: 10,400千円、間接経費: 3,120千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2016年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワード精密研磨 / ナノ材料 / 機械工作・生産工学 / 材料加工・処理
研究成果の概要

ナノカーボン粒子であるカーボンオニオンの形態を分子レベルで制御することで,ナノスケール砥粒としての超精密ポリシング機能の高度化を目指した.2500℃以上に加熱できる炉を作製し,これを用いた熱処理により球形,多角形,中空多角形のカーボンオニオン粒子を生成した.高荷重での研磨では分子形態による機能の違いは見られなかったが,低荷重では多角形で研磨速度が高いことがわかった.また,圧縮下でのカーボンオニオン粒子の挙動を分子動力学法により解析した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

カーボンオニオンはシリコン,石英,炭化ケイ素などに対して研磨能力を示し,最終面粗さが最大高さで数オングストロームにまで達することが明らかになった.また,スクラッチを残さずにポリシング面が原子数個分のレベルにまで平滑化されることもわかった.そして,分子形態を制御し,それに適した研磨条件を設定することで,研磨速度や最終面粗さなどの点でより高度化したポリッシングが可能であること,カーボンオニオン粒子ひとつの圧縮挙動をシミュレーションできることを示した.

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] カーボンオニオン粒子の砥粒性能に与える分子形状の影響2019

    • 著者名/発表者名
      佐野龍樹,青野祐子,平田敦
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 経験的分子動力学法を用いた圧縮環境下におけるカーボンオニオン粒子の変形挙動解析2019

    • 著者名/発表者名
      太田立志,青野祐子,平田敦
    • 学会等名
      2019年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮荷重下におけるカーボンオニオン粒子の分子動力学解析2018

    • 著者名/発表者名
      太田立志,青野祐子,平田敦
    • 学会等名
      第32回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] カーボンオニオンを用いた超精密研磨の研磨速度向上2017

    • 著者名/発表者名
      齋藤雄介・青野祐子・平田 敦
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶応大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノインデンテーション装置によるナノ粒子圧縮試験における圧子形状の影響2017

    • 著者名/発表者名
      室伏梨穂・青野祐子・平田 敦
    • 学会等名
      2017年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      慶応大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] カーボンオニオンによる超精密研磨における加工速度の向上2017

    • 著者名/発表者名
      平田 敦,齋藤雄介,青野祐子
    • 学会等名
      第31回ダイヤモンドシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Examination of ultra-precision polishing rate using carbon onion as nanoscale abrasive2017

    • 著者名/発表者名
      A. Hirata, Y. Saito and Y. Aono
    • 学会等名
      11th Conference on New Diamond and Nano Carbons
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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