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高速粒子衝突による付着現象のマルチフィジックスシミュレーションと最適粒子設計

研究課題

研究課題/領域番号 21246024
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生産工学・加工学
研究機関東北大学

研究代表者

厨川 常元  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90170092)

研究分担者 今野 豊彦  東北大学, 金属材料研究所, 教授 (90260447)
周 天豊  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (30582548)
久保 百司  東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90241538)
吉原 信人  東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (80374958)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
46,540千円 (直接経費: 35,800千円、間接経費: 10,740千円)
2011年度: 11,180千円 (直接経費: 8,600千円、間接経費: 2,580千円)
2010年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
2009年度: 24,310千円 (直接経費: 18,700千円、間接経費: 5,610千円)
キーワードパウダージェットデポジション / 高速粒子衝突 / 成膜 / 粉体表面改質 / 分級 / 平滑粒子法 / 分子動力学法 / PJD
研究概要

粉体の高速衝突現象を利用した材料付着現象を、平滑粒子法や分子動力学シミュレーションにより可視化し、解明した。その結果、粉体は基板に衝突後、10ns程度の短時間内で10nmオーダの微細粒子に粉砕され、直ちにクーロン力により再結合し、膜形成に至ることがわかった。この現象を応用し、次世代ハイブリッド自動車用2次電池用のシリコン粒子設計と負極成膜を行った。性能評価を行った結果、良好な充放電特性を示すことを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2012 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Investigation of particle Impact Phenomena in Powder Jet Deposition Process2012

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Proc. of 14th International Conference on Precision Engineering

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] パウダージェット加工における加工メカニズム2012

    • 著者名/発表者名
      西川智弘, 水谷公一, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 56 ページ: 179-183

    • NAID

      10030194758

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation of particle Impact Phenomena in Powder Jet Deposition Process2012

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan, Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Proc.of 14th International Conference on Precision Engineering

      巻: (accepted)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Shouta Watanabe, Shoutaroh Kameya, Kaichi Miura and Tsunemoto Kuriyagawa : Resistance Formed in Thermoplastic Resin Substrate by Laser-Assisted Micro Powder Jet Implantation2011

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Suzuki, Taku Saito, Toru Sugai, Shouta Watanabe, Shoutaroh Kameya, Kaichi Miura and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal Mechanism of Impacts by Powder Jet Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Proc. of LEM21

      巻: (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Micro-Particle Deposition Unit (Creation of Hydroxyapatite Film on Human Tooth Surface)2011

    • 著者名/発表者名
      Sepasy Zahmaty MS, Mizutani K, Raisee M, Kuriyagawa T, Akatsuka R, Sasaki K
    • 雑誌名

      International Journal of Materials Science

      巻: 6, 4 ページ: 389-400

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Removal Mechanism of Impacts by Powder Jet Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan, Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Proc.of LEM21

      巻: (CD)

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistance Formed in Thermoplastic Resin Substrate by Laser-Assisted Micro Powder Jet Implantation2011

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Suzuki, Taku Saito, Toru Sugai, Shouta Watanabe, Shoutaroh Kameya, Kaichi Miura, Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 50

    • NAID

      210000139155

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laser Assist Powder Jet Deposition2010

    • 著者名/発表者名
      Nobuhito Yoshihara, Ryoko Hiromatsu, Koichi Mizutani, Jiwang Yan, Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      Advanced Materials Research

      巻: 126 ページ: 58-63

    • NAID

      10029664598

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational and Experimental Studies on Cavity Filling Process by Cold Gas Dynamic Spray2010

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka, Hong Yang Li, Kazuhiro Ogawa, Tsunemoto Kuriyagawa, Hideya Nishiyama
    • 雑誌名

      Journal of Fluids Engineering

      巻: 132

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wiring Implanted by Laser-Assisted Powder Jet Using Copper Microparticles2010

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Suzuki, Manabu Miura, Asahi Konno, Kaichi Miura, Tetsuo Yuzawa, Masanao Watanabe, and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 雑誌名

      apanese Journal of Applied Physics

      巻: 49

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Wiring Implanted by Laser-Assisted Powder Jet Using Copper Microparticles2010

    • 著者名/発表者名
      Katsuhiko Suzuki
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 49

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Computational and Experimental Studies on Cavity Filling Process by Cold Gas Dynamic Spray2010

    • 著者名/発表者名
      Hidemasa Tanaka
    • 雑誌名

      Journal of Fluids Engineering

      巻: 132

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小空間におけるナノ・マイクロ粒子ジェットの静電加速特性2009

    • 著者名/発表者名
      高奈秀匡、水谷公一、厨川常元、西山秀哉
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(B編)

      巻: 75 ページ: 972-977

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小空間におけるナノ・マイクロ粒子ジェットの静電加速特性2009

    • 著者名/発表者名
      高奈秀匡
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集B編 75

      ページ: 972-977

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 複合粒子パウダージェットデポジションによる2次電池用シリコン負極形成2012

    • 著者名/発表者名
      萩原隆行, 佐藤慧, 西川智弘, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第47回総会・講演会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 複合粒子パウダージェットデポジションによる2次電池用シリコン負極形成2012

    • 著者名/発表者名
      萩原隆行, 佐藤慧, 西川智弘, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第47回総会・講演会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2012-03-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Removal Mechanism of Impacts by Powder Jet Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      the 6th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Removal Mechanism of Impacts by Powder Jet Machining2011

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Nishikawa, Koichi Mizutani, Tianfeng Zhou, Jiwang Yan, Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Leading Edge Manufacturing in 21st Century
    • 発表場所
      Saitama, Japan
    • 年月日
      2011-11-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] パウダージェット加工における加工メカニズム2011

    • 著者名/発表者名
      西川智弘, 水谷公一, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      2011年度砥粒加工学会学術講演会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Effect of HAp Film Formed by Powder jet deposition on dentin permeability2011

    • 著者名/発表者名
      Akatsuka R, Ishihata H, Noji M, Matsumura K, Anada T, Kuriyagawa T, Suzuki O, Sasaki K
    • 学会等名
      4th meeting of the International College of Prosthodontists
    • 発表場所
      Hilton Waikoloa Village, Hawaii, USA
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ精度機械加工がもたらすイノベーション(電池から歯科治療まで)2011

    • 著者名/発表者名
      厨川常元
    • 学会等名
      産総研GIC研究会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] ナノ精度機械加工がもたらすイノベーション(電池から歯科治療まで)2011

    • 著者名/発表者名
      厨川常元
    • 学会等名
      産総研GIC研究会
    • 発表場所
      仙台(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-02
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高速粒子衝突による材料除去のメカニズム(パウダージェット加工に関する研究)2010

    • 著者名/発表者名
      西川智弘, 木原勇輝, 水谷公一, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      日本機械学会第8回生産加工・工作機械部門講演会
    • 発表場所
      岡山大学
    • 年月日
      2010-11-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 噴射粒子濃度が成膜に与える影響-パウダージェットデポジション法によるセラミックス膜創成に関する研究-2010

    • 著者名/発表者名
      水谷公一, 西川智弘, 木原勇輝, 周天豊, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      2010年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2010-09-27
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] The Current State of Art in Nano-Precision M4 Processes2010

    • 著者名/発表者名
      Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      NanoMan2010 (Keynote speech)
    • 発表場所
      天津(中国)
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] The Current State of Art in Nano-Precision M4 Processes2010

    • 著者名/発表者名
      Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      NanoMan2010
    • 発表場所
      天津(中国)
    • 年月日
      2010-09-25
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Laser Assist Powder Jet Deposition2010

    • 著者名/発表者名
      obuhito Yoshihara, Ryoko Hiromatsu, Jiwang Yan, and Tsunemoto Kuriyagawa
    • 学会等名
      ISAAT2010
    • 発表場所
      台北(台湾)
    • 年月日
      2010-09-19
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書 2010 実績報告書
  • [学会発表] セパシザマティ:パウダージェットデポジション法によるセラミックス膜創成に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      水谷公一, 吉原信人, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会学術講演会
    • 発表場所
      埼玉大学
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] パウダージェットデポジション法によるセラミックス膜創成に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      水谷公一
    • 学会等名
      2010年度精密工学会春季大会
    • 発表場所
      埼玉大学(埼玉県)
    • 年月日
      2010-03-18
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] パウダージェットデポジション法の成膜メカニズムに関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      水谷公一, 渋谷寿彦, セパシザマティ, 吉原信人, 閻紀旺, 厨川常元
    • 学会等名
      2009年度精密工学会秋季大会学術講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] パウダージェットデポジション法の成膜メカニズムに関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      水谷公一
    • 学会等名
      2009年度精密工学会秋季大会
    • 発表場所
      神戸大学(兵庫県)
    • 年月日
      2009-09-11
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://pm.mech.tohoku.ac.jp

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

URL: 

公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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