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温度補正機能付き高感度高温オイルレス圧力センサの開発

研究課題

研究課題/領域番号 17K06811
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関地方独立行政法人大阪産業技術研究所

研究代表者

筧 芳治  地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (90359406)

研究分担者 佐藤 和郎  地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主幹研究員 (30315163)
小栗 泰造  地方独立行政法人大阪府立産業技術総合研究所, その他部局等, 主幹研究員 (80359413)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード酸炭化物薄膜 / 高温圧力センサ / オイルレス / ひずみ抵抗薄膜 / スパッタリング / 電子・電気材料 / セラミックス / 薄膜 / 歪抵抗薄膜
研究成果の概要

本研究の目的は、2層型ひずみ抵抗薄膜TiCxOy/SiCと補正用薄膜抵抗を用いて、室温~400 ℃の温度範囲で、センサ単体で出力電圧の温度補正が可能な高感度高温オイルレス圧力センサを開発する事である。本研究の成果としては、TiCxOy薄膜の特性に及ぼす酸素添加の効果、さらにMgO(100)バッファ膜によりTiCxOy薄膜のTCRに影響を与えずGFを改善できる事を明らかにした。また、有限要素法により見出したより大きい変形量を有する金属ダイヤフラム上にMgO(100)バッファ膜を製膜して作製した圧力センサは、室温、印加圧力1 MPaにおける出力電圧が約6 mVから約16 mVまで大きく増加した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の学術的成果は、TiCxOy薄膜作製時の酸素流量がひずみ抵抗薄膜の特性に及ぼす影響、さらにMgO(100)バッファ膜により、TiCxOy薄膜のTCRに影響を与えずGFのみ改善できることを解明した事である。本研究の成果により、大気中、室温~400 ℃の温度範囲で使用可能な高感度高温オイルレス圧力センサを作製することに成功した。この事は、エネルギーや食糧などの資源の利用効率化社会の実現に貢献するものであり、社会的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] 2 層型ひずみ抵抗薄膜 (TiCxOy/SiCxOy) を用いた高温オイルレス圧力センサの開発2020

    • 著者名/発表者名
      筧 芳治,佐藤 和郎,小栗 泰造,近藤 裕佑,山田 義春
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2020年年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2層型ひずみ抵抗薄膜を用いた直圧式高温圧力センサの開発2019

    • 著者名/発表者名
      筧 芳治,佐藤 和郎,小栗 泰造,山田 義春,近藤 裕佑
    • 学会等名
      2019年第80回応用物理学会秋季学術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Development of high-temperature oilless pressure sensors using TiCxOy piezoresistive films2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Kakehi, Yoshiharu Yamada, Yusuke Kondo, Tomoatsu Ozaki, Taizo Oguri, Kazuo Satoh
    • 学会等名
      The 13th Pacific Rim Conference of Ceramic Societies (PACRIM13)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MgOバッファ膜を用いたTiCxOy高温ひずみ抵抗薄膜の特性改善2019

    • 著者名/発表者名
      筧 芳治,佐藤 和郎,小栗 泰造,山田 義春,近藤 裕佑
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2019年年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of MgO Buffer Layers on Electromechanical Property of TiCxOy Thin Films for High-temperature Strain Gauges2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Kakehi, Yoshiharu Yamada, Yusuke Kondo, Taizo Oguri, Kazuo Satoh
    • 学会等名
      14th International Conference on Atomically Controlled Surfaces, Interfaces and Nanostructures(ACSIN-14) & 26th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM26)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MgO バッファ膜が高温オイルレス圧力センサ用ひずみ抵抗薄膜TiCxOy の特性に与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      筧 芳治,佐藤 和郎,小栗 泰造,山田 義春,近藤 裕佑
    • 学会等名
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of oxygen addition on the electromechanical property of TiC thin films2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshiharu Kakehi, Yoshiharu Yamada, Yusuke Kondo, Taizo Oguri, Kazuo Satoh
    • 学会等名
      ISPlasma2018/IC-PLANTS2018
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 磁気中性線放電プラズマによるオイルレス圧力センサ用ストレインゲージ薄膜のドライエッチング2018

    • 著者名/発表者名
      佐藤 和郎,筧 芳治,金岡 祐介, 小栗 泰造,近藤 裕佑,山田 義春
    • 学会等名
      2018年 第65回応用物理学会春季学術講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] TiC薄膜を用いたストレインゲージ特性に及ぼす酸素添加の効果2018

    • 著者名/発表者名
      筧 芳治、佐藤 和郎、小栗 泰造、近藤 裕佑、山田 義春
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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