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2007 年度 研究成果報告書概要

急冷固化プロセスによるマルチフェロイクス系アクチュータ/センサ材料創製と評価

研究課題

研究課題/領域番号 17360044
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関弘前大学

研究代表者

古屋 泰文  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (20133051)

研究分担者 岡崎 禎子  弘前大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10003328)
木村 久道  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (00161571)
増本 博  東北大学, 学際科学国際高等研究センター, 教授 (50209459)
岸本 哲  (独)物質, 材料研究機構・機能材料部, 主任研究員 (10354169)
飯島 高志  (独)産業技術総合研究所, 損傷評価部, 主任研究員 (90356402)
研究期間 (年度) 2005 – 2007
キーワード複合機能 / マルチフェロイクス材料 / 急冷凝固材料 / ナノ・ヘテロ組織 / スマート材料 / インテリジェント材料 / 多機能 / スマートデバイス
研究概要

急冷結晶制御により作製した金属系(磁歪、形状記憶)アクチュエータ/センサ要素材(ファイバ、薄板)の組織観察、結晶構造、特性を調査(弘前大、東北大、物材機構での連携)を発展させた。さらに、放電焼結・接合(SPS)法を用いて、急冷素材の特性を維持したままバルク化する創製プロセスによるバルク機能性材料を開発し、その特性向上効果を実証した。さらに、薄膜分野においては、磁歪バイモルフ型のアクチュエータ・センサを開発した。その応用・実用化への試みとして、複合機能型アクチュエータ・センサデバイス実証研究を発展させた。具体的な成果は以下に要約される。
1.マルチフェロイックス系Fe-Pd系磁性形状記憶合金及びフェロイックス系Fe-Ga系磁歪合金を電磁誘導急冷凝固装置でリボン(厚さ:30〜60μm)にした後、適切な熱処理を行い、[100]に強く配向した微細柱状結晶を形成させて高機能アクチュエータ・センサ要素材料を作製できた。
2.急冷磁歪や超弾性合金マトリクス(母材側)に一体化(混合・接合)させるために、放電焼結法(SPS)や接着法により、バルク化コンポジットアクチュエータ/センサ材を作製し、その変形特性と界面組織の評価から、変態歪拡大現象と磁場中での高速応答可能な複合型アクチュエータデバイスになることを実証できた。
3.マグネトロンスパッターで作成した正磁歪定数のFePd系やGalfeno1(FeGa)合金系薄膜と負磁歪定数Niとの組み合わせマルチフェロクイクス複合機能化アクチュエータ・センサデバイスを作製し、アクチュエータひずみ応答を評価した。そのマイクロ磁気ガスバルブへの適用試験を行,基本設計の有効性を確認した。
4.圧電(PZT)+磁歪(FeGa)組み合わせ型積層・複合化させ高感度化させた、表面弾性波(SAW)磁気センサおよび応力センサとしての性能を実証できた。

  • 研究成果

    (53件)

すべて 2008 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 (22件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (18件) 図書 (7件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件)

  • [雑誌論文] Superelastic Properties of Rapidly Solidified Fe-Pd Ribbons2008

    • 著者名/発表者名
      10. Okazaki, Y. Iwai, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 49

      ページ: 360-364

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Superelastic Properties of Rapidly Solidified Fe-Pd Ribbons2008

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, Y. Iwai, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans 49

      ページ: 360-364

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Magnetostrictive Properties of Fe-Ga/Ni Bimorph Layers2007

    • 著者名/発表者名
      8. T. Okazaki, M. Tanaka, N. Okanisi, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans. JIM. 48

      ページ: 117-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF MULTI-FERROIC ACTUATOR/SENSOR MATE RIAL AND DEVICE FOR INTELLIGENT/SMART TECHNOLOGY2007

    • 著者名/発表者名
      9. Yasubumi Furuya^*, Teiko Okazaki
    • 雑誌名

      Proceeding of JISSE-10 and SAMPE 10th JAPAN 34

      ページ: 36-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Magnetostrictive Properties of Fe-Ga/Ni Bimorph Layers2007

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, M. Tanaka, N. Okanisi, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans. JIM 48

      ページ: 117-120

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] DEVELOPMENT OF MULTI-FERROIC ACTUATOR/SENSOR MATERIAL AND DEVICE FOR INTELLIGENT/SMART TECHNOLOGY2007

    • 著者名/発表者名
      Yasubumi Furuya^*, Teiko Okazaki
    • 雑誌名

      Proceeding of JISSE-10 and SAMPE 10^<th> JAPAN 34

      ページ: 36-37

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Two-Way Shape Memory Effect and Micromachine of Rapidly Solidified Ferromagnetic Fe-Pd Ribbon2006

    • 著者名/発表者名
      3. H. Tomita, T. Okazaki, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 47

      ページ: 615-618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bimorph-type Magnetostrictive Actuator/Sensor Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      4. T. Okazaki, N. Okanisi, Y. Miura, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 888

      ページ: 87-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-functinal Surface Acoustic Wave Sensor for Monitoring Environmental and Structural Condition2006

    • 著者名/発表者名
      5. Y. Furuya, T. Kon, T. Okazaki Y. Saegusa, T. Nomura
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE 6172

      ページ: 617200-1-617200-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of multiferroic actuator material by combining superelastic TiNi Filler and a magntostrictive Ni matrix2006

    • 著者名/発表者名
      6. M. Hasegawa, T. Asano, K. Hasimoto, T. Okazaki, Y. Furuya
    • 雑誌名

      IOP electronic journals, Smart Mater. Struct. 15

      ページ: N124-N128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase transformatin behavior and microstructure of rapidly solidification Co-Ni-Ga alloys2006

    • 著者名/発表者名
      7 Y. Kishi, Z. Yajima, K. Shimizu, T. Okazaki, F. Furuya
    • 雑誌名

      Materials science & Engineering A 438-440

      ページ: 965-969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Way Shape Memory Effect and Micromachine of Rapidly Solidified Ferromagnetic Fe-Pd Ribbon2006

    • 著者名/発表者名
      H. Tomita, T. Okazaki, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Trans 47

      ページ: 615-618

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Bimorph-type Magnetostrictive Actuator/Sensor Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, N. Okanisi, Y. Miura, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc 888

      ページ: 87-92

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Multi-functinal Surface Acoustic Wave Sensor for Monitoring Environmental and Structural Condition2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Furuya, T. Kon, T. Okazaki, Y. Saegusa, T. Nomura
    • 雑誌名

      Proc. of SPIE 6172

      ページ: 61720Q-1-11

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Fabrication of multiferroic actuator material by combining superelastic TiNi filler and a magntostrictive Ni matrix2006

    • 著者名/発表者名
      M. Hasegawa, T. Asano, K. Hasimoto, T. Okazaki, Y. Furuya
    • 雑誌名

      IOP electronic journals, Smart Mater. Struct 15

      ページ: N124-128

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Phase transformatin behavior and microstructure of rapidly solidification Co-Ni-Ga alloys2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Kishi, Z. Yajima, K. Shimizu, T. Okazaki, F. Furuya
    • 雑誌名

      Materials science&Engineering A 438-440

      ページ: 965-969

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Next, generetion Smart Actuator Materials (Editorial supervisor)2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Furuya, T. Higuchi and N. Imaizumi
    • 雑誌名

      CMC Publishing CO., LTD

      ページ: 384

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Materials and Devices for Smart Systems, MRS-2003 Symposium Proceeding2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Furuya (Lead Organizer), J. Su, I. Takeuchi, V. K. Varadan and J. Ulicny
    • 雑誌名

      MRS 373

      ページ: 888

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Development of Magnetostrictive Fe-Ga and Fe-Pd Thin Films2005

    • 著者名/発表者名
      1. T. Okazaki, S. Watanabe, N. Okanisi, T. Ono, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 855E

      ページ: W.3.19.1-W3.19.6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetostriction of Polycrystalline Strong-Textured Fe-17at%Ga Laminates2005

    • 著者名/発表者名
      2 C. Saito, Y. Furuya, T. Okazaki, M. Omori
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 46

      ページ: 1933-1937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Magnetostrictive Fe-Ga and Fe-Pd Thin Films2005

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, S. Watanabe, N. Okanisi, T. Ono, Y. Furuya
    • 雑誌名

      Mater. Res. Soc. Symp. Proc 855E

      ページ: W3.19.1-6

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [雑誌論文] Magnetostriction of Polycrystalline Syrong-Textured Fe-17at% Ga Laminates2005

    • 著者名/発表者名
      C. Saito, Y. Furuya, T. Okazaki, M. Omori
    • 雑誌名

      Mater. Trans. 46

      ページ: 1933-1937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Magnetic-field Driven Micromachine Applying Multi-functional Fe-Pd2007

    • 著者名/発表者名
      8. T. Okazaki and Y. Furuya
    • 学会等名
      World Forum on Smart Materials and Smart Structures Technology,
    • 発表場所
      Nanjing, China,
    • 年月日
      20070525-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Magnetic-field Driven Micromachine Applying Multi-functional Fe-Pd2007

    • 著者名/発表者名
      (Invited) T. Okazaki, Y. Furuya
    • 学会等名
      World Forum on Smart Materials and Smart Structures Technology
    • 発表場所
      Nanjing, China
    • 年月日
      20070525-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Multi-ferroic Actuator/Sensor Materials and Devices for Intelligent/Smart Technology2007

    • 著者名/発表者名
      9. Y. Furuya, T. Okazaki, I. Takeuchi, M. Wuttig:
    • 学会等名
      ICAT-2007 Symposium
    • 発表場所
      Pennsylvania State University, PA, USA
    • 年月日
      2007-10-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Multi-ferroic Actuator/Sensor Materials and Devices for Intelligent/Smart Technology2007

    • 著者名/発表者名
      (Invited) Y. Furuya, T. Okazaki, I. Takeuchi, M. Wuttig
    • 学会等名
      ICAT-2007 Symposium
    • 発表場所
      Pensylvania State University, PA, USA
    • 年月日
      2007-10-04
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Giant Magnetostrictive Actuator/Sensor Thin Films"2006

    • 著者名/発表者名
      7. T. Okazaki, Y. Furuya, I. Takeuchi and M. Wuttig
    • 学会等名
      7th Japan-France Joint Seminar on Intelligent Materials and Systems
    • 発表場所
      Nice, France,
    • 年月日
      20060622-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Giant Magnetostrictive Actuator/Sensor Thin Films2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, Y. Furuya, I. Takeuchi, M. Wuttig
    • 学会等名
      7th Japan-France Joint Seminar on Intelligent Materials and Systems
    • 発表場所
      Nice, France
    • 年月日
      20060622-23
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Multi-functional Surface Acoustic Wave Sensor for Monitoring Environmental and Structural Condition2006

    • 著者名/発表者名
      6. Y. Furuya, T. Kon, T. Okazaki, Y. Saigusa and T. Nomura
    • 学会等名
      SPIE 13th Annual Symposium, 26
    • 発表場所
      San Diego, California USA
    • 年月日
      20060226-0302
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Multi-functinal Surface Acoustic Wave Sensor for Monitoring Environmental and Structural Condition2006

    • 著者名/発表者名
      (Invited) Y. Furuya, T. Kon, T. Okazaki, Y. Saigusa, T. Nomura
    • 学会等名
      SPIE 13th Annual Symposium
    • 発表場所
      San Diego, California, USA
    • 年月日
      20060226-0302
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development Multi-ferroic Actuator/ Sensor Material and Device for Intellligent/ Smart Technology2005

    • 著者名/発表者名
      3. T. Okazaki, Y. Furuya,
    • 学会等名
      Japan-France Joint Seminar on Intelligent Materials and International Symposium on Smart Materials,
    • 発表場所
      Tokyo, Japan.
    • 年月日
      20051029-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Development Multi-ferroic Actuator/Sensor Material and Device for Intellligent/Smart Technology2005

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, Y. Furuya
    • 学会等名
      Japan-France Joint Seminar on Intelligent Materials and International Symposium on Smart Materials
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20051029-31
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development of Magnetostrictive Fe-Ga and Pe-Pd thin films2005

    • 著者名/発表者名
      1. N. Okanisi, T. Okazaki, Y. Furuya,
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Intelligent Material ahd System
    • 発表場所
      Tokyo, Japan.
    • 年月日
      20050704-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Multi-functional micromachine driven by small.magnetic field2005

    • 著者名/発表者名
      2. H. Tomita, Y. Furuya, T. Okazaki
    • 学会等名
      The 6th International Conference on Intelligent Material and System
    • 発表場所
      Tokyo, Japan.
    • 年月日
      20050704-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Development of Magnetostrictive Fe-Ga and Fe-Pd thin films2005

    • 著者名/発表者名
      N. Okanisi, T. Okazaki, Y. Furuya
    • 学会等名
      The 6^<th> International Conference on Intelligent Material and System
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20050704-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Multi-functional micromachine driven by small magnetic field2005

    • 著者名/発表者名
      H. Tomita, Y. Furuya T. Okazaki
    • 学会等名
      The 6^<th> International Conference on Intelligent Material and System
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
    • 年月日
      20050704-06
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Bimorph-type Magnetostrictive Actuator/ Sensor Thin Film2005

    • 著者名/発表者名
      4. T. Okazaki, N. Okanisi, Y. Miura, M. Michigami, Y. Furuya, I. Takeuchi and M. Wuttig
    • 学会等名
      2005 Material Research Society, FALL MEETING,
    • 発表場所
      Boston, USA,
    • 年月日
      2005-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Bimorph-type Magnetostrictive Actuator/Sensor Thin Film2005

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, N. Okanisi, Y. Miura, M. Michigami, Y. Furuya, I. Takeuchi and M. Wuttig
    • 学会等名
      2005 Material Research Society, FALL MEETING
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2005-11-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [学会発表] Development Multi-ferroic Actuator/Sensor Material and De vice for Intellligent/Smart Technology2005

    • 著者名/発表者名
      5.Y. Furuya and_T. Okazaki,
    • 学会等名
      2005 Material Research Society, FALL MEETING,
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2005-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] Development Multi-ferroic Actuator/Sensor Material and Device for Intellligent/Smart Technology2005

    • 著者名/発表者名
      Y. Furuya and T. Okazaki
    • 学会等名
      2005 Material Research Society, FALL MEETING
    • 発表場所
      Boston, USA
    • 年月日
      2005-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] 金属2006

    • 著者名/発表者名
      1.岡崎禎子・冨田晴伸・古屋泰文
    • 総ページ数
      138
    • 出版者
      アグネ技術センター
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 未来型アクチュエータ材料・デバイス2006

    • 著者名/発表者名
      2.岡崎禎子・岡西紀昌・古屋泰文
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] 未来型アクチュエータ材料・デバイス(監修)2006

    • 著者名/発表者名
      3.古屋 泰文、樋口俊郎、今泉伸夫
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] Materials and Devices for Smart Systems", MRS-2003 Symposium Proceeding, vol.888(USA-MRS)(ISBN1-55899-842-X)2006

    • 著者名/発表者名
      4. Y. Furuya (Lead Organizer), J. Su, I. Takeuchi, V.K. Varadan anc J. Ulicny,
    • 総ページ数
      373
    • 出版者
      MRS
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [図書] KINZOKU2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, N. Tomita and Y. Furuya
    • 総ページ数
      138
    • 出版者
      AGNE GIJUTSU CENTER
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Next-generetion Smart Actuator Materials2006

    • 著者名/発表者名
      T. Okazaki, N. Okanishi and Y. Furuya
    • 総ページ数
      384
    • 出版者
      CMC Publishing CO., LTD
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [図書] Materials and Devices for Smart Systems, MRS-2003 Symposium Proceeding2006

    • 著者名/発表者名
      Y. Furuya (Lead Organizer), J. Su, I. Takeuchi, V. K. Varadan and J. Ulicny
    • 総ページ数
      373
    • 出版者
      MRS
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/contents/Bulletin/Bulletin_Vol1/article_3.pdf

  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/contents/Bulletin/Bulletin_Vol1/article_3.pdf

  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://nvc.nikkeibp.co.jp/report/tech/sangaku/20071001_000765.html

  • [産業財産権] 磁歪式ガスバルブ2007

    • 発明者名
      斉藤千尋 今泉伸夫 岡崎禎子 古屋泰文
    • 権利者名
      並木精密宝石(株) 弘前大学
    • 産業財産権番号
      特願:2007-75451
    • 出願年月日
      2007-03-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] 磁歪複合合金2006

    • 発明者名
      古屋泰文 岡崎禎子 今泉伸夫 中村元一 宮崎伸幸 斉藤千尋
    • 権利者名
      並木精密宝石(株)
    • 産業財産権番号
      特開:2007-214297
    • 出願年月日
      2006-02-09
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [産業財産権] マイクロマシン2005

    • 発明者名
      古屋泰文 冨田晴伸 岡崎禎子
    • 権利者名
      弘前大学
    • 産業財産権番号
      特願:2005-23025
    • 出願年月日
      2005-08-01
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より

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公開日: 2010-02-04  

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