低周波吸振機能を有する電気レオロジーゲル(ERG)の開発

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650749
• 研究機関: 金沢工業大学
• 研究代表者: 花岡 良一 金沢工業大学, 工学部, 教授 (90148148)
• 研究分担者: 深見 正 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (60247434) ; 高田 新三 金沢工業大学, 工学部, 教授 (70064467)
• キーワード: ER流体 / ERゲル / シリコーンオイル / ヒドロシリル化反応 / ER効果 / 複素弾性率 / 損失正接 / 粘弾性挙動

研究概要

ER流体の重要な問題点である「粒子分散安定性」の問題を解決するため、ER流体をゲル化した新規ER材料として「分散系ERゲル」が試作された。本年度は、電界印加時における電流密度を極力抑制した分散系ERゲルの新たな作製に取り組み、無機物のみで構成される板状アルミナ粒子を分散したERゲルを創製した。これらのゲルについて、電気伝導特性、ER効果、及び粘弾性特性を詳細に測定し考察した。
得られた結果は以下のように要約される。
1.新たに作製したERゲルは、初年度に作製されたゲルに比べて電流密度の値が約1/100以下であり、かつ十分なER効果が得られることから、実用面で消費電力の問題がかなり改善される。
2.無電界時(E=0)におけるERゲルの剪断弾性率Gは、通常のゲル状物質より小さく、ポアソン比は約0.46であった。これより、作製したERゲルが極めて柔らかい材料であり、ゴム状物質や液体に近い性質を持つことが分かった。
3.正弦波ひずみに対する剪断応力の振幅は、電界Eの上昇と共に大きく増加し、発現するER効果の強度(剪断応力値)は1kPaを越える。また、損失正接tanδと複素弾性率G*の特性から、作製したゲルは粘性要素の大きな材料であるが、粘弾性挙動を示すことが分かった。
現在、擬似防音装置の設計・試作を行い、超低周波振動や騒音の抑制・制御を目的とした応用研究を開始しており、今後さらに発展させるべく準備中である。

研究成果

• [文献書誌] 花岡良一, 高田新三 中澤優一, 深見正, 桜井宏治: "分散系シリコーンゲルの粘弾性特性に関する電界の効果"電気学会論文誌A. Vol.122-A, No.2. 157-163 (2002)
• [文献書誌] R.Hanaoka, S.Takata, H.Fujiita, T.Fukami: "Electroviscoelastic Properties in ER Gel of Disperse System under DC Electric Field"International Journal of Modern Physics B. Vol.16,Nos.17&18. 2433-2439 (2002)
• [文献書誌] 宮川雄介, 花岡良一, 高田新三, 深見正, 石橋亮: "無機粒子分散系ER流体のER効果"平成14年電気学会全国大会講演論文集[2]. 2-015. 16 (2002)
• [文献書誌] 中澤優一, 花岡良一, 高田新三, 深見正, 石橋亮: "無機粒子分散系ERゲルの粘弾性特性"平成14年電気学会全国大会講演論文集[2]. 2-016. 17 (2002)
• [文献書誌] 宮川雄介, 花岡良一, 高田新三, 深見正, 石橋亮: "分散系ER流体のER効果に及ぼす粒子径の影響"平成14年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-92. 100 (2002)
• [文献書誌] 中澤優一, 花岡良一, 高田新三, 深見正, 石橋亮: "ERゲルの粘弾性特性に及ぼす分散粒子粒径の効果"平成14年電気関係学会北陸支部連合大会講演論文集. A-93. 101 (2002)