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2013 年度 実績報告書

複合機能性デバイスの開発

研究課題

研究課題/領域番号 24656423
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

佐藤 宏司  独立行政法人産業技術総合研究所, 先進製造プロセス研究部門, 主任研究員 (70344166)

キーワード圧電材料 / 形状記憶合金 / 複合デバイス / センサ / アクチュエータ / スマートストラクチャ
研究概要

平成25年度は応用研究に重点を置き、(1)複数の機能の特徴を利用したセンサ・アクチュエータの設計(2)複合機能デバイスの試作・評価の2つの研究を実施した。
(1) 複数の機能の特徴を利用したセンサ・アクチュエータの設計では、有限要素法ソフトANSYSを利用することにより、それぞれの効果が連星して起こる場合の評価を行った。4つの効果は独立しておらず、熱や力を媒体にそれぞれが連星しておくため、4つの効果が打ち消しあうことも想定された。しかし実際にはそれぞれを用いる環境により同じ力であっても、静的な力と動的(振動的)な力によって、それぞれの効果を分けることが可能であることを示すことができた。
(2)複合機能デバイスの試作・評価試験では実際に作成した機能デバイスをセンサやアクチュエーターとして利用した時に、発生する電荷、力を測定し、それぞれの単体でセンサやアクチュエータに利用した場合との比較研究を行った。個々の性能のばらつきが大きく厳密なデータを得ることはできなかったが10%~30%程度の性能の減少が見られた。この結果からもわかるように複合化することにより個々の性能自体は減少するが、多機能化という面を考えればその性能劣化は十分補うことが可能である。
またその他の研究として、引き続き水熱合成法装置の改良を進めることにより、PZT薄膜の性能向上をめざした。従来から行われているチタン基板上への製膜に比べ、ニッケルチタン上への製膜は界面が弱く剥離が起こりやすいという欠点があった。これらの欠点を克服するために水熱合成を行う前処理として、硝酸溶液による洗浄工程を行うことにより界面剥離の影響を軽減することに成功した。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Multifunctional devices combining shape-memory alloy and piezoelectric materials2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sato
    • 雑誌名

      roceeding of SPIE Smart Structures/NDE

      巻: 1 ページ: 187-192

  • [雑誌論文] Multi Functional Devices Using Shape-memory alloy Coated PZT Thin Film by Hydrothemal Method2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sato
    • 雑誌名

      Japan-China Symposium on Ferroelectric Materials and Their Applications

      巻: 1 ページ: 30-34

  • [学会発表] Multifunctional devices combining shape-memory alloy and piezoelectric materials2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sato
    • 学会等名
      SPIE Smart Structures/NDE
    • 発表場所
      San diego
    • 年月日
      20140310-20140312
  • [学会発表] Multi Functional Devices Using Shape-memory alloy Coated PZT Thin Film by Hydrothemal Method2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Sato
    • 学会等名
      第5回日中強誘電体応用会議
    • 発表場所
      中国蘇州市
    • 年月日
      20130910-20130911

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公開日: 2015-05-28  

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