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導電性ナノ結晶ダイヤモンド工具を用いた電磁場での単結晶シリコンの超精密切削

研究課題

研究課題/領域番号 26289021
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 生産工学・加工学
研究機関慶應義塾大学

研究代表者

閻 紀旺  慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 12,740千円 (直接経費: 9,800千円、間接経費: 2,940千円)
キーワード超精密加工 / 切削 / ダイヤモンド工具 / 摩耗 / 電磁場 / 光照射 / 超精密切削 / 単結晶シリコン / 硬脆材料 / 光電効果 / シリコン
研究成果の概要

車載ナイトビジョン装置や夜間防犯カメラ,サーモグラフィーなどの赤外線光学デバイスの開発において単結晶シリコンを基板とする複雑形状レンズの超精密加工が強く求められている.しかし,シリコン切削時にダイヤモンド工具の摩耗が非常に激しく,それによる加工精度低下そして生産コスト増加が大きな問題となっている.本研究では,導電性をもつダイヤモンド切削工具を使用し,通電切削およびシリコンへの光照射と電磁場内での超精密切削法を提案した.その結果,シリコン工作物からダイヤモンド工具へ微弱な電流を発生させることによりダイヤモンド工具のバックボンド電子の損失を防ぎ,ダイヤモンド工具摩耗への低減効果を確認した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 8件)

  • [雑誌論文] Ultraprecision surface flattening of porous silicon by diamond turning2017

    • 著者名/発表者名
      M. Heidari, J. Yan
    • 雑誌名

      Precision Engineering

      巻: 49 ページ: 262-277

    • DOI

      10.1016/j.precisioneng.2017.02.015

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Ductile machining of single-crystal silicon for microlens arrays by ultraprecision diamond turning using a slow tool servo2017

    • 著者名/発表者名
      M. Mukaida, J. Yan
    • 雑誌名

      International Journal of Machine Tools and Manufacture

      巻: 115 ページ: 2-14

    • DOI

      10.1016/j.ijmachtools.2016.11.004

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 光学結晶材料の超精密切削加工および表面品位計測2015

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 雑誌名

      光技術コンタクト

      巻: 53 ページ: 27-35

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Sintered diamond as a hybrid EDM and grinding tool for the micromachining of single-crystal SiC2015

    • 著者名/発表者名
      J. Yan, T. H. Tan
    • 雑誌名

      CIRP Annals - Manufacturing Technology

      巻: 64 号: 1 ページ: 221-224

    • DOI

      10.1016/j.cirp.2015.04.069

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 超硬合金および反応焼結SiC の延性モード切削2015

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 59 ページ: 6-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] New insights into phase transformations in single crystal silicon by controlled cyclic nanoindentation2015

    • 著者名/発表者名
      H. Huang and J. Yan
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 102 ページ: 35-38

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2015.02.008

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 単結晶シリコンの超精密切削における元素ドーピングの影響2014

    • 著者名/発表者名
      楠 雄策,閻 紀旺
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 58 ページ: 699-704

    • NAID

      130004835696

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 半導体および光学結晶の超精密切削加工技術2014

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 雑誌名

      機械技術

      巻: 62 ページ: 31-35

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Ultraprecision surface flattening of porous single-crystal silicon by diamond turning2016

    • 著者名/発表者名
      M. Heidari, J. Yan
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] State-of-the-art technologies for fabricating free-form microstructures2016

    • 著者名/発表者名
      J. Yan
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology 2016
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス(東京都・文京区)
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 単結晶シリコンの超精密切削による赤外線マイクロレンズアレイの加工2016

    • 著者名/発表者名
      向田茉央,奥内拓海,閻 紀旺
    • 学会等名
      第17回国際工作機械技術者会議
    • 発表場所
      東京ビッグサイト(東京都・江東区)
    • 年月日
      2016-11-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単結晶シリコンのスローツールサーボ旋削によるマイクロレンズアレイ加工2016

    • 著者名/発表者名
      向田茉央,閻 紀旺
    • 学会等名
      日本機械学会第11回生産加工・工作機械部門講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 硬脆材料の微細加工技術の構築2016

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      2016年度第2回(第63回)最新加工技術に関する研究会
    • 発表場所
      金沢工業大学(石川県・白山市)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光学分野における難削材の精密ナノ加工2016

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      砥粒加工学会平成28年度オープンセミナー
    • 発表場所
      金沢工業大学東京虎ノ門キャンパス(東京都・港区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 硬脆材料の超精密切削における工具摩耗とその抑制技術2016

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      精密工学会切削専門委員会
    • 発表場所
      東京電機大学(東京都・足立区)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ductile machining of hard brittle materials- applications and challenges2015

    • 著者名/発表者名
      J. Yan
    • 学会等名
      The 2nd International Forum on Modern Optics Manufacturing Engineering and Science
    • 発表場所
      Shenzhen (China)
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 硬脆材料の超精密切削における主な問題点とその対策2015

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      砥粒加工学会CBN&ダイヤモンド先進加工研究専門委員会第10回研究講演会
    • 発表場所
      埼玉大学東京ステーションカレッジ(東京都千代田区)
    • 年月日
      2015-03-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高硬度・高脆性材料の超精密切削加工の基本と応用2014

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      精密工学会関西支部講習会-生産技術特別セミナー
    • 発表場所
      大阪市立大学文化交流センター(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2014-12-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 半導体・光学結晶の超精密切削加工2014

    • 著者名/発表者名
      閻 紀旺
    • 学会等名
      ニューダイヤモンドフォーラム平成26年度第2回研究会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-10-03
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単結晶シリコンの超精密切削における元素ドーピングの影響2014

    • 著者名/発表者名
      楠 雄策,閻 紀旺
    • 学会等名
      2014年度砥粒加工学会学術講演会(ABTEC2014)
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2014-09-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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