減災分野等極限環境用ロバスト圧電センサ・アクチュエータの創製

• 研究課題/領域番号: 24360043
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 浅沼 博 千葉大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40167888)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2013年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2012年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: 機械材料・材料力学 / 構造・機能材料 / 複合材料・物性 / 先端機能デバイス / 知的材料・構造システム / センサ / アクチュエータ / 圧電セラミックス

研究成果の概要

圧電セラミックスはセンサやアクチュエータとして広く利用されているが脆弱という問題がある．浅沼らはこの問題を解決するためアルミニウムにそれを複合化するという画期的試みに成功した．本研究ではその複合体（Piezo-Al）が災害時にも機能する革新的デバイス創製を可能にするという位置付けのもと，高性能Piezo-Al創製のメカニズムとそれにより発現出来る諸特性を明らかにした．またデバイス創製の低コスト化，高性能化，さらにPiezo-Alの特性を利用した衝撃検知システムの構築にも成功した．

研究成果

• [雑誌論文] Fabrication of an aluminum matrix piezocomposite using hollow piezoelectric fiber (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, Suprianto, T.Yanaseko, J. Kunikata, T. Chiba, K.Mizuuxhi H. Sato
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 2 号: 2 ページ: 14-00372-14-00372
  • DOI: 10.1299/mej.14-00372
  • NAID: 130005066636
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of a metal-core piezoelectric ceramics fiber/aluminum composite (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Asanuma, H. Sato
  • 雑誌名: Mechanical Engineering Journal 巻: 2 号: 2 ページ: 14-00357-14-00357
  • DOI: 10.1299/mej.14-00357
  • NAID: 130005065669
  • ISSN: 2187-9745
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Fabrication and characterization of piezoelectric ceramic fiber/aluminum alloy composites (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Asanuma, H. Sato
  • 雑誌名: Advances in Materials 巻: 3 号: 4 ページ: 22-26
  • DOI: 10.11648/j.am.20140304.11
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Output Voltage Characteristics of Piezoelectric Fiber/Aluminum Composites Fabricated by Interphase Forming/Bonding Method (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Asanuma, T. Chiba, N. Takeda, H. Sato
  • 雑誌名: Transactions of the Materials Research Society of Japan 巻: 39 号: 3 ページ: 325-329
  • DOI: 10.14723/tmrsj.39.325
  • NAID: 130005004353
  • ISSN: 1382-3469, 2188-1650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of an Aluminum Matrix Piezocomposite Using Hollow Piezoelectric Ceramics Fiber (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, Suprianto, T. Yanaseko, J. Kunikata, T. Chiba, H. Sato
  • 雑誌名: Proc. JSME/ASME 2014 Intl. Conf. on Materials and Processing 巻: In-press ページ: 1-7
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of a Metal-core Piezoelectric Ceramics Fiber/Aluminum Composite (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Asanuma, H. Sato
  • 雑誌名: Proc. JSME/ASME 2014 Intl. Conf. on Materials and Processing 巻: In-press ページ: 1-7
  • NAID: 130005065669
  • 査読あり
• [学会発表] Applications of piezoelectric polymers in electrical power generation using ocean waves (2015)
  • 著者名/発表者名: J.Su, H.Asanuma
  • 学会等名: SPIE Smart Structures/NDE 2015
  • 発表場所: San Diego, U.S.A
  • 年月日: 2015-03-12
  • 招待講演
• [学会発表] 圧電ファイバ／アルミニウム複合材料を用いた衝撃位置検知 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎，佐藤宏司，平山祐輝，岡部真也，浅沼博
  • 学会等名: 第２４回日本MRS年次大会
  • 発表場所: 横浜市，神奈川県
  • 年月日: 2014-12-11
• [学会発表] Proposal Of Disaster Mitigation And Sustainable Engineering (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, Y. Furuya, T. Yanaseko
  • 学会等名: ASME conference on Smart Materials, Adapting Structure and Intelligent Systems 2014
  • 発表場所: Newport, U.S.A
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 減災・サステナブル工学の今後の展望 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博
  • 学会等名: 2014年度機械学会年次大会ワークショップ
  • 発表場所: 足立区, 東京都
  • 年月日: 2014-09-08
  • 招待講演
• [学会発表] スマート減波構造の創製に関する基礎的検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博,大嶋一輝,柳迫徹郎,鈴木啓,片山大輝
  • 学会等名: 2014年度機械学会年次大会
  • 発表場所: 足立区, 東京都
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 圧電ファイバ／アルミニウム複合材料の繊維体積率増加による性能向上 (2014)
  • 著者名/発表者名: 芦田光,柳迫徹郎,浅沼博,佐藤宏司
  • 学会等名: 2014年度機械学会年次大会
  • 発表場所: 足立区, 東京都
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 金属コア圧電ファイバ／アルミニウム複合材料の出力電圧異方性を利用した衝撃検知の検討 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎,浅沼博,佐藤宏司
  • 学会等名: 2014年度機械学会年次大会
  • 発表場所: 足立区, 東京都
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] Fabrication of an aluminum piezocomposite using hollow piezoelectric ceramics fiber (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, Suprianto, T. Yanaseko, J. Kunikata, T. Chiba and H. Sato
  • 学会等名: International Conference of Materials and Processing 2014
  • 発表場所: Detroit, U.S.A
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] Characterization of a metal-core piezoelectric ceramics fiber/aluminum composite (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Asanuma and H. Sato
  • 学会等名: International Conference of Materials and Processing 2014
  • 発表場所: Detroit, U.S.A
  • 年月日: 2014-06-10
• [学会発表] Active multi-material-systems (2013)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma
  • 学会等名: Scientific Symposium of the CRC汀R 39 "PT-PIESA"(Invited)
  • 発表場所: Nuremberg, Germany
  • 年月日: 2013-03-26
• [学会発表] 知的材料の現状,展望と減災・サスティナブル工学への展開 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博
  • 学会等名: 第50回塑性加工技術フォーラム
  • 発表場所: 品川区, 東京都(招待講演)
  • 年月日: 2013-02-28
• [学会発表] 金属基圧電複合材料の各種応用のための特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎, 浅沼博, 鈴木智裕, 佐藤宏司
  • 学会等名: 第20回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 大阪市, 大阪府
  • 年月日: 2012-12-02
• [学会発表] 災害時等極限環境にも適したロバスト金属基圧電複合材料 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博, 柳迫徹郎
  • 学会等名: 第28回寒地技術シンポジウム
  • 発表場所: 弘前市, 青森県
  • 年月日: 2012-10-31
• [学会発表] 界面層形成・接合法による高機能セラミックス/アルミニウム複合材の大気中創製の試み (2012)
  • 著者名/発表者名: 須藤達也, 柳迫徹郎, 浅沼博, 佐藤宏司
  • 学会等名: 2012年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢市, 石川県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 界面層形成・接合法により作製したアルミニウム基複合材料の残留応力に関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博, 朴俊平, 岸本哲, 高坂達郎, 魯云
  • 学会等名: 2012年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢市, 石川県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 金属コア圧電セラミックスファイバ/アルミニウム複合材料の各種機能特性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎, 国方淳, 鈴木智裕, 浅沼博, 佐藤宏司
  • 学会等名: 2012年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢市, 石川県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] 知的材料・構造システムの減災分野への応用 (2012)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博,古屋泰文,久保光徳,丸山喜久,田中学,柳迫徹郎
  • 学会等名: 2012年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 金沢市, 石川県
  • 年月日: 2012-09-12
• [学会発表] Smart and Robust Composites Design, Fabrication and Application (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, T. Yanaseko, H. Sato and S. Kishimoto
  • 学会等名: IWPMA 2012 (Invited)
  • 発表場所: Hirosaki, Japan
  • 年月日: 2012-04-24
• [学会発表] 知的材料・構造に基づく減災・サステナブル工学
  • 著者名/発表者名: 浅沼博，古屋泰文，柳迫徹郎，大嶋一輝
  • 学会等名: 第23回MRS-J年次大会
  • 発表場所: 横浜市, 神奈川県
  • 招待講演
• [学会発表] 圧電ファイバ／アルミニウム複合材料の出力電圧特性評価
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎，浅沼博，千葉高充，武田直浩，佐藤宏司
  • 学会等名: 第23回MRS-J年次大会
  • 発表場所: 横浜市, 神奈川県
• [学会発表] スマート機械材料システムの減災・サステナブル工学分野への応用
  • 著者名/発表者名: 浅沼博，柳迫徹郎，大嶋一輝，古屋泰文
  • 学会等名: 第21回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 八王子市，東京都
• [学会発表] 圧電ファイバ/アルミニウム合金複合材料の創製と特性評価
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎，須藤達也，浅沼博，佐藤 宏司
  • 学会等名: 第21回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 八王子市，東京都
• [学会発表] 大気中で創製した圧電ファイバ／アルミニウム複合材料の諸特性
  • 著者名/発表者名: 須藤達也，柳迫徹郎，浅沼博，佐藤宏司
  • 学会等名: 第21回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 八王子市，東京都
• [学会発表] 高機能セラミックス／アルミニウム複合材料の大気中創製と特性評価
  • 著者名/発表者名: 須藤達也，柳迫徹郎，浅沼博，佐藤宏司
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
• [学会発表] 圧電ファイバ／アルミニウム合金複合材料の創製
  • 著者名/発表者名: 柳迫徹郎，須藤達也，浅沼博，佐藤宏司
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
• [学会発表] 磁歪振動発電・圧電ファイバを組込んだワイヤレスタイヤセンサの試作
  • 著者名/発表者名: 山本貴久，古屋泰文，小山智史，柳迫徹郎，浅沼博
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
• [学会発表] 知的材料・構造システムとその減災・サステイナブル工学への展開
  • 著者名/発表者名: 浅沼博
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
  • 招待講演
• [学会発表] スマート材料システム要素技術と減災・サステイナブル工学の研究開発融合化による新たな社会連携型工学イノベーション創成
  • 著者名/発表者名: 古屋泰文，浅沼博
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
• [学会発表] 減災・サステイナブル工学の展開
  • 著者名/発表者名: 浅沼博，古屋泰文，柳迫徹郎
  • 学会等名: 2013年度日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 岡山市，岡山県
• [学会発表] Output Voltage and Power Characteristics of Metal-core Piezoelectric Fiber/Aluminum Composite
  • 著者名/発表者名: T. Yanaseko, H. Sato, T. Suto,H. Asanuma
  • 学会等名: The 3rd Asia-Arab Sustainable Energy Forum (AASEF)
  • 発表場所: 弘前市，青森県
• [学会発表] Fabrication of Functional Ceramic Fiber/Aluminum Composites by the Interphase Forming/Bonding Method in the Air
  • 著者名/発表者名: T. Suto, T. Yanaseko, H. Asanuma, H. Sato
  • 学会等名: The 3rd Asia-Arab Sustainable Energy Forum (AASEF)
  • 発表場所: 弘前市，青森県
• [学会発表] Smart Materials and Structural Systems for Disaster Mitigation and Sustainable Engineering
  • 著者名/発表者名: H. Asanuma, K. Oshima, T. Yanaseko, J. Ogawa, H. Suzuki, Y. Nishi, M. Kanda
  • 学会等名: The 3rd Asia-Arab Sustainable Energy Forum (AASEF)
  • 発表場所: 弘前市，青森県
  • 招待講演
• [学会発表] 革新的多機能機械材料システム
  • 著者名/発表者名: 浅沼博，柳迫徹郎，田中学
  • 学会等名: 第56回材料強度と破壊総合シンポジウム
  • 発表場所: 文京区，東京都
  • 招待講演
• [図書] エレクトロニクス用コンポジット材料・部品における分散・界面制御と機能性付与(圧電ファイバ/アルミニウム複合材料の創製と特性) (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅沼博, 柳迫徹郎
  • 総ページ数: 5
  • 出版者: 技術情報報会
• [産業財産権] Functional composite material wherein piezoelectric fiber having metal core is embedded (2013)
  • 発明者名: 浅沼博, 佐藤宏司, 武田直浩
  • 権利者名: 千葉大学
  • 出願年月日: 2013-02-25
  • 外国