| 研究課題/領域番号 |
23246038
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
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| 研究分担者 |
三木 寛之 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (80325943)
竹野 貴法 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00451617)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2015-03-31
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| キーワード | 導電性硬質炭素膜 / 先端機能デバイス / 機能性コーティング / モニタリング |
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| 研究実績の概要 |
本研究では様々な構造物を対象に、従来の定期的な検査に代わり劣化・損傷の状態を１枚のシートで計測可能な薄膜センサを設計し、長期モニタリングを簡素かつ高度化する基礎原理および要素技術の研究を行った。
平成２３年度はマルチセンサ薄膜およびセンサ形状の基礎原理について電気特性と磁気特性の２つの観点から検討を行い、外場に対する応答の評価が可能なセンサ材料を提案した。また、非晶質炭素膜（DLC膜）に金属を添加した導電性硬質炭素膜（MeDLC）薄膜を試作し、電気・磁気的特性の評価を行なった。これらの材料はセンサとしての基本的な性能を有しているが、ダメージセンシングにはセンサ特性と劣化状態の相関を定量的に明らかにする必要がある。そのため、平成２４年度にはMoDLCの繰り返しひずみに対する材料の劣化評価及びセンサ形状と測定感度の関係性評価を実施した。ここでは、繰り返し歪みを付与する振動試験において、曲げ回数と共に抵抗が増加することを明らかにし、膜の部分疲労によって電気抵抗が変化することを定性的に示した。平成２５年度には Mo-DLC疲労特性を検証した。繰返し歪みを与える振動試験において、曲げ回数とともに膜の機械的強度、膜を構成する炭素間の結合状態が変化することを明らかにした。
平成２６年度は、添加する金属種と劣化の相関を引き続き定量的に評価し、高サイクル疲労に対するMoDLCの特性評価を行った。特に、材料のミクロな構造とマクロな特性の相関を明らかにした。ここでは、センサに及ぼす繰り返し負荷との関係性を指標として、1. 外場による影響のパラメータ化と電気特性との相関評価、2. 薄膜内部組織の微細構造観察、3. 材料特性の経時変化および劣化に関する定量的評価、4. 疲労過程と電磁的特性の相関を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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