| 研究課題/領域番号 |
18H01351
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(B)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 審査区分 |
小区分18020:加工学および生産工学関連
|
|---|
| 研究機関 | 早稲田大学 (2020)
広島大学 (2018-2019) |
|---|
研究代表者 |
竹澤 晃弘 早稲田大学, 理工学術院, 准教授 (10452608)
|
|---|
| 研究分担者 |
竹中 康司 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60283454)
小橋 真 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (90225483)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
|
| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2020年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2019年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
|
|---|
| キーワード | 負熱膨張材料 / 積層造形 / 構造最適化 / 複合材料 / 負熱膨張 / トポロジー最適化 / 毛管現象 |
|---|
| 研究成果の概要 |
近年の産業技術の発達に伴い，熱膨張は極めて重要な現象となっている．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．負熱膨張材料開発の一つのアプローチとして，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで，負熱膨張を生み出す手法がある．申請者らの研究グループは，汎用のマルチマテリアル3Dプリンタを用い，平面的な負熱膨張を生み出す複合材料を開発した．ただし，この複合材料は原材料の温度依存性のため，設計した負熱膨張を実現できる温度帯が極めて狭いという問題点がある．そこで本研究では光硬化性樹脂ではなく熱的に性質が安定した金属で負熱膨張複合材料を作成した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
光学機器や半導体製造装置，精密加工機器においては，ナノメートルレベルの熱変形が致命的になる場合があり，その適切な制御は大きな工学的課題である．熱膨張制御の一つの手法として，温めると弾性的に縮む負熱膨張材料が注目を集めている．一部の特殊な化合物は負の熱膨張を示しその探索が盛んに行われてきたが，負熱膨張の大きさや発生する温度帯は化合物自体の本質的な特性に依存する部分が多く，それを意図的に設計することは未だ困難である．これに対し，本研究で取り組んだ，熱膨張率の異なる複数の材料と空孔を適切にレイアウトすることで負熱膨張を生み出す手法は，負熱膨張特性や剛性が弾性力学で議論できるためその設計が可能である．
|
