| 研究課題/領域番号 |
18K04254
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21050:電気電子材料工学関連
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| 研究機関 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
石井 啓介 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), 電気情報学群, 教授 (30257208)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | 非鉛圧電材料 / 配向セラミックス / 反応性テンプレート粒成長法 / 圧延配向法 / 一段階溶融塩法 / NaNbO3単結晶 / 配向制御 / アリカリニオブ系材料 / 粒径制御 / 圧電セラミックス / Bサイト過剰率 / 圧電単結晶 / 固相成長法 / テンプレート粒子 / 超音波処理 / 非鉛 / 粒子配向制御 / 板状テンプレート |
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| 研究成果の概要 |
(K,Na)NbO3系粒子配向セラミックスをより低い焼結温度かつ少量のテンプレートで作製するため，テンプレートとして使用する板状NaNbO3(NN) 結晶粒子の作製法を改良した．混合塩を用い一段階溶融塩法により合成されたNN結晶粒子に超音波処理と篩がけをおこなった．この改良されたテンプレートを用い，配向制御に必要なテンプレートの重量混合比を従来の1/10に削減する手法を開発した．テンプレート使用量の削減が焼結温度，配向度，圧電特性に及ぼす影響を調べた．加えて、テンプレート使用量の少ない配向試料で発生する異常粒成長を抑制するため、KNN仮焼粉へのBi2O3添加の効果も調べた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
非鉛圧電セラミックスにおいて最も有力な性能向上手法の1つがテンプレート粒成長法による粒子配向制御である。本研究では、独自に開発した板状単結晶のテンプレート改質に成功し、高コストなテンプレート使用量の大幅な削減と焼結温度の低下に伴うアリカリニオブ系セラミックスの圧電特性向上が実現した。加えて、より高性能な圧電単結晶作製に有益な、結晶成長性(焼結性)へのBi2O3添加効果も明らかにすることが出来た。鉛系圧電セラミックスに代わる非鉛系セラミックスの特性向上は、地球環境保護の観点からも急務とされている。それらの高性能化・低コスト化に寄与する本研究の成果は、大きな社会的・学術的意義を有すると考える。
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