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先端圧電材料・薄膜システムのデバイスメゾ設計と強度・機能評価

研究課題

研究課題/領域番号 18360052
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 機械材料・材料力学
研究機関東北大学

研究代表者

進藤 裕英  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90111252)

研究分担者 成田 史生  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10312604)
研究期間 (年度) 2006 – 2009
研究課題ステータス 完了 (2009年度)
配分額 *注記
16,800千円 (直接経費: 15,000千円、間接経費: 1,800千円)
2009年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2008年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2007年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2006年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワード圧電材料力学 / メゾ強度・機能学 / 数値シミュレーション / 材料試験 / 圧電材料・薄膜システム / 電場・力学場相互干渉 / 知的・電子材料システム / マイクロ・ナノデバイス / 弾性・非弾性 / 弾性・非弾性論 / 弾性論
研究概要

本研究は,次世代知的電子システム,高性能マイクロ・ナノデバイス等の設計法及び信頼性・耐久性評価法を開発することを目的に,先端圧電材料・薄膜システムの電気力学特性及び破壊・疲労特性等に及ぼす電場及び分域壁移動・分極回転の影響を理論・実験両面から解明したものである.

報告書

(6件)
  • 2009 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2008 実績報告書   自己評価報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (59件)

すべて 2010 2009 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (33件) (うち査読あり 27件) 学会発表 (22件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Electric Delayed Fracture and Localized Polarization Switching of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending2010

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, Y. Shindo, M. Hirama
    • 雑誌名

      International Journal of Damage Mechanics 19

      ページ: 285-300

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electric Delayed Fracture and Localized Polarization Switching of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending2010

    • 著者名/発表者名
      F.Narita
    • 雑誌名

      International Journal of Damage Mechanics 19

      ページ: 285-300

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Crack Propagation in Three-Point Bending Piezoceramics under Electromechanical Loading2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 雑誌名

      AES Technical Reviews Journals, Part B : International Journal of Advances in Mechanics and Applications of Industrial Materials 1-1

      ページ: 11-21

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamic Bending and Self-Sensing of Clamped-Clamped Functionally Graded Piezoelectric Transducers under AC Voltage2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa
    • 雑誌名

      Mechanics of Advanced Materials and Structures 16-7

      ページ: 536-541

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electromechanical Field Concentrations near the Electrode Tip in Partially Poled Multilayer Piezo-Film Actuators2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures 18

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Fatigue of Cracked Piezoelectric Ceramics under Electromechanical Loading : Three-Point Bending Test and Finite Element Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures 4-4

      ページ: 719-729

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Electrical Boundary Condition at the Crack Face on the Mode I Energy Release Rate in Piezoelectric Ceramics2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Electromechanical Response and Self-Sensing of Functionally Graded Piezoelectric Cantilever Transducers2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Material Systems and Structures 20-1

      ページ: 119-126

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Electromechanical Response and Self-Sensing of Functionally Graded Piezoelectric Cantilever Transducers2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Journal of Intelligent Material Systems and Structures 20

      ページ: 119-126

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electro-mechanical Field Concentrations near the Electrode Tip in Partially Poled Multilayer Piezo-Film Actuators2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures 18

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Electrical Boundary Condition at the Crack Face on the Mode I Energy Release Rate in Piezoelectric Ceramics2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, and M. Hirama,
    • 雑誌名

      App. Phys. Lett. 94

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of the Electrical Boundary Condition at the Crack Face on the Mode I Energy Release Rate in Piezoelectric Ceramics2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 94

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic Fatigue of Cracked Piezoelectric Ceramics under Electromechanical Loading : Three-Point Bending Test and Finite Element Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fatigue Crack Propagation in Three-Point Bending Piezoceramics under Electromechanical Loading2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 雑誌名

      AES Technical Reviews Journals, Part B : International Journal of Advances in Mechanics and Aonlications of Industrial Materials (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamic Bending and Self-Sensing of Clamped-Clamped Functionally Graded Piezoelectric Transducers under AC Voltage2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 雑誌名

      Mechanics of Advanced Materials and Structures (in press)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroelastic Intensification and Domain Switching near Plane Strain Crack in Rectangular Piezoelectric Material2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, F. Saito
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures 2-8

      ページ: 1525-1540

    • NAID

      130005020506

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Bending Characteristics and Sound Pressure Level of Functionally Graded Piezoelectric Actuators by AC Electric Fields : Simulation and Experiment2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa
    • 雑誌名

      Smart Materials and Structures 16

      ページ: 2296-2301

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Characteristics of Detection and Response in Functionally Graded Piezoelectric Sensors and Actuators2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa, Y. Mito
    • 雑誌名

      AES Technical Reviews Journals, Part B : International Journal of Advances in Mechanics and Applications of Industrial Materials 1-1

      ページ: 79-86

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclic Fatigue Crack Growth in Three-Point Bending PZT Ceramics under Electromechanical Loading2007

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, Y. Shindo, F. Saito
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society 90-8

      ページ: 2517-2524

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroelastic Field Concentrations and Polarization Switching Induced by Circular Electrode at the Interface of Piezoelectric Disk Composites2007

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, Y. Shindo, M. Mikami
    • 雑誌名

      European Journal of Mechanics, A/Solids 26-3

      ページ: 394-404

    • NAID

      130005020171

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Axially Poled Solid Cylinder under Tension with a Flat Annular Crack2007

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, Y. Shindo, S. Lin
    • 雑誌名

      Zeitschrift fur Angewandte Mathematik und Mechanik 87-4

      ページ: 278-289

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Static Fatigue Behavior of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending under Electric Fields2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, F. Saito
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society 27-10

      ページ: 3135-3140

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Testing and Analysis of High Frequency Electroelastic Characteristics of Piezoelectric Transformers2007

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, Y. Shindo, F. Saito, M. Mikami
    • 雑誌名

      Archives of Mechanics 59-2

      ページ: 119-131

    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Bending Characteristics and Sound Pressure Level of Functionally Graded Piezoelectric Actuators by AC Electric Fields : Simulation and Experiment2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, and J. Nakagawa
    • 雑誌名

      Smart Mater. Struct. 16

      ページ: 2296-2301

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cyclic Fatigue Crack Growth in Three-Point Bending PZT Ceramics under Electromechanical Loading2007

    • 著者名/発表者名
      F. Narita
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society 90

      ページ: 2517-2524

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroelastic Intensification and Domain Switching near Plane Strain Crack in Rectangular Piezoelectric Material2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures 2

      ページ: 1525-1540

    • NAID

      130005020506

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nonlinear Dynamic Bending and Domain Wall Motion in Functionally Graded Piezoelectric Actuators under AC Electric Fields : Simulation and Experiment2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      JSME International Journal, Series A 49・2

      ページ: 188-194

    • NAID

      110004683592

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Dynamic Fatigue of Cracked Piezoelectric Ceramics under Electromechanical Loading : Three-Point Bending Test and Finite Element Analysis

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, and M. Hirama
    • 雑誌名

      J. Mech. Mater. Struct. (in press)

    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electroelastic Field Concentrations and Polarization Switching Induced by Circular Electrode at the Interface of Piezoelectric Disk Composites

    • 著者名/発表者名
      F.Narita
    • 雑誌名

      European Journal of Mechanics, A/Solids (in press)

    • NAID

      130005020171

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electroelastic Response of a Flat Annular Crack in a Piezoelectric Fiber Surrounded by an Elastic Medium

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Journal of Engineering Mathematics (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Static Fatigue Behavior of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending under Electric Fields

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Testing and Analysis of High Frequency Electroelastic Characteristics of Piezoelectric Transformers

    • 著者名/発表者名
      F.Narita
    • 雑誌名

      Archives of Mechanics (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Electroelastic Intensification and Domain Switching near Plane Strain Crack in Rectangular Piezoelectric Material

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures (in press)

    • NAID

      130005020506

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Effects of Electric Field and Poling on Fatigue Behavior of PZT Ceramics with Single-Edge Crack by Three-Point Bending (Invited)2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita
    • 学会等名
      IUTAM Symposium, Multiscale Modelling of Fatigue, Damage, and Fracture in Smart Materials Systems
    • 発表場所
      TU Bergakademie Freiberg, Germany
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Delayed Fracture of Cracked Piezoelectric Ceramics under Electromechanical Loading in Three-Point Bending (Kyenote)2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 学会等名
      The 12th International Conference on Fracture
    • 発表場所
      Ottawa, Canada
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Mode I Energy Release Rate in Cracked Piezoelectric Ceramics under Electric Fields (Kyenote)2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita
    • 学会等名
      Third International Conference on Advances and Trends in Engineering Materials and their Applications
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 片側縁き裂を有する圧電セラミックスの三点曲げ疲労挙動に及ぼす電場・分極の影響2009

    • 著者名/発表者名
      進藤裕英, 成田史生
    • 学会等名
      第14回破壊力学シンポジウム
    • 発表場所
      大濱信泉記念館
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 電場下におけるき裂を有する圧電セラミックスの三点曲げによる遅れ破壊・局所分極回転2009

    • 著者名/発表者名
      成田史生, 進藤裕英
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2009材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター "SORA"
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 傾斜機能圧電カンチレバーの非線形動的応答特性と自己センシング2009

    • 著者名/発表者名
      成田史生, 進藤裕英
    • 学会等名
      日本金属学会2009年春期 (第144回) 大会
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of Electric Field and Poling on Fatigue Behavior of PZT Ceramics with Single-Edge Crack by Three-Point Bending2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 学会等名
      IUTAM Symposium
    • 発表場所
      TU Bergakademie Freiberg, Germany
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] Effects of electric field and poling on the response of multilayer piezoelectric film actuators with partial electrodes2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 学会等名
      SPIE 15th Annual International Symposium on Smart Structures/NDE
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.タウン・カントリーリゾート&コンベンションセンター
    • 年月日
      2008-03-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Electromechanical Response and Polarization Switching of Electroded Piezoelectric Material Systems (Invited)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita
    • 学会等名
      The Third Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applications
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Fatigue Crack Propagation in Three-Point Bending Piezoceramics under Electromechanical Loading (Kyenote)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 学会等名
      International Conference on Advances and Trends in Engineering Materials and their Applications
    • 発表場所
      Cesena, Italy
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Mechanical Behavior of Electroded Piezoelectric Material Systems for Smart Device Applications (Plenary)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 学会等名
      International Conference on Advances and Trends in Engineering Materials and their Applications
    • 発表場所
      Cesena, Italy
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Dynamic Fatigue Behavior of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending under Electromechanical Loading2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 学会等名
      22^<st> International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonlinear Dynamic Response and Self-Sensing of Functionally Graded Piezoelectric Transducers2008

    • 著者名/発表者名
      F. Narita, J. Nakagawa, Y. Shindo
    • 学会等名
      22^<st> International Congress of Theoretical and Applied Mechanics
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Effects of Electric Field and Poling on the Response of Multilayer Piezoelectric Film Actuators with Partial Electrodes2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, M. Hirama
    • 学会等名
      SPIE 15th Annual International Symposium on Smart Structures/NDE
    • 発表場所
      San Diego, CA, U.S.A.
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 部分電極を有する多層圧電薄膜アクチュエータの応答特性に及ぼす電場・分極の影響2008

    • 著者名/発表者名
      成田史生, 進藤裕英, 平間充
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      立命館大学 びわこ・くさつキャンパス
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 電場下におけるき裂を有する圧電セラミックスの三点曲げによる動疲労挙動2008

    • 著者名/発表者名
      平間充, 進藤裕英, 成田史生
    • 学会等名
      第20回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      別府ビーコンプラザ
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Mechanical Behavior of Electroded Piezoelectric Material Systems for Smart Device Applications (Plenary)2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 学会等名
      2008 International Conference on Advances and Trends in Engineering Materials and their Applications
    • 発表場所
      Cesena, Italy
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書
  • [学会発表] Dynamic Fatigue Behavior of Cracked Piezoelectric Ceramics in Three-Point Bending under Electromechanical Loading2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 学会等名
      22^<st> International Congress of Theoretical and Annlierl Menhanirc
    • 発表場所
      Adelaide, Australia
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Characteristics of Detection and Response in Functionally Graded Piezoelectric Sensors and Actuators (Kyenote)2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa, Y. Mito
    • 学会等名
      International Conference on Advances and Trends in Engineering Materials and their Applications
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] Nonlinear Dynamic Deflection and Sound Level in Functionally Graded Piezoelectric Actuators under AC Electric Fields (Invited)2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo, F. Narita, J. Nakagawa
    • 学会等名
      Fifth International Conference on Nonlinear Mechanics, Mini-Symposium on the Mechanics of Electromagnetic Materials and Structures
    • 発表場所
      Shanghai, China
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 電場下における圧電セラミックスの三点曲げによる繰返し疲労き裂進展2007

    • 著者名/発表者名
      成田史生, 進藤裕英
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2007材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      東京大学 生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [学会発表] 傾斜機能圧電センサ・アクチュエータの感知・応答特性2007

    • 著者名/発表者名
      中川淳, 成田史生, 進藤裕英, 水戸裕也
    • 学会等名
      第19回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム
    • 発表場所
      早稲田大学 国際会議場
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Special Topics in the Theory of Piezoelectricity, 4 Fracture and Crack Mechanics, (Yang, Jiashi (Ed.))2009

    • 著者名/発表者名
      Yasuhide Shindo
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2009 研究成果報告書
  • [図書] Special Topics in the Theory of Piezoelectricity, 4 Fracture and Crack Mechanics2009

    • 著者名/発表者名
      Y.Shindo
    • 総ページ数
      55
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [図書] Advanced Topics in Piezoelectricity, Chapter 4 Fracture and Crack Mechanics2009

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 出版者
      Springer(in press)
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [図書] Chapter 4 Fracture and Crack Mechanics

    • 著者名/発表者名
      Y. Shindo
    • 出版者
      Springer, Advanced Topics in Piezoelectricity(in press)
    • 関連する報告書
      2008 自己評価報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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