| 研究課題/領域番号 |
19H02797
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
武田 博明 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00324971)
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| 研究分担者 |
柳瀬 郁夫 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (10334153)
青柳 忍 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 教授 (40360838)
西田 貴司 福岡大学, 工学部, 教授 (80314540)
小玉 翔平 埼玉大学, 理工学研究科, 助教 (30910096)
鶴見 敬章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (70188647)
保科 拓也 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (80509399)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2019年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 圧電結晶 / 高温応用 / 結晶育成 / 燃焼圧センサ / 機械的強度 / 高温特性 / 圧電センサ / 温度特性 / 高温物性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地熱・火力発電所の安全管理、化学プラントの環境配慮、内燃機関の精密燃焼制御等を可能とする耐熱性の圧電センサが渇望されている。この圧電センサを実現するには1000℃の高温まで①高い化学安定性・②温度安定な圧電特性・③高い電気抵抗率・④結晶化が容易・⑤高い圧縮強度をもつ、すなわち、水晶を凌駕する圧電結晶が必須である。本研究は、これらすべての条件を満たす新規結晶を創製し、その各種圧電センサを開発する。
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| 研究成果の概要 |
本研究は水晶では対応できない1000℃まで使用可能な新規圧電結晶を創製し，その各種圧電センサを開発することを目的とした．燃焼圧センサとして一部実用化されているランガサイト型結晶，本研究者らが見いだしたメリライト型結晶に注目し，両結晶が抱えている課題の解決を試みた．ランガサイト型結晶では異常燃焼時による結晶の破壊を防ぐため，熱応力の異方性を抑えた新規結晶を開発した．メリライト型結晶では結晶構造と圧電特性の関係の解明することで，低い機械的強度を克服できる新規結晶を開発した．後者のメリライト型結晶は水晶を凌駕する新しい高温用圧電材料となりえることが明らかとなった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，高温用圧電材料として期待されるランガサイト型結晶およびメリライト型結晶について、両結晶がデバイス汎用化を考えた際に抱える課題を克服した。本成果により、メインターゲットである車載用燃焼圧センサへの応用化に近づいたといえる。特にメリライト型結晶は製造コスト・原料調達リスクを低減でき、そのデバイスは自動車・船舶等の内燃機関の燃費向上と二酸化炭素削減に寄与できる。
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