| 研究課題/領域番号 |
62460200
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
高分子物性・高分子材料
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| 研究機関 | 山形大学 |
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研究代表者 |
大東 弘二 山形大学, 工学部, 教授 (90185372)
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| 研究分担者 |
池田 進 山形大学, 工学部, 助教授 (30007025)
石井 文明 北海道大学, 工学部, 助手 (30001308)
小山 清人 山形大学, 工学部, 助教授 (60007218)
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| 研究期間 (年度) |
1987 – 1988
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| キーワード | 強誘電性高分子 / ポリフッ化ビニリデン / P(VDFーTrFE) / 高分子単結晶 / ラメラ単結晶 / 高圧結晶化 / 超音波トランスジューサ / 超音波顕微鏡 |
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| 研究概要 |
ふっ素高分子とくにフッ化ビニリデンと三フッ化エチレンP(VDFーTrFE)共重合体にみられる顕著な強誘電性と強い圧電性は高度に結晶化した特異な膜構造に由来することがこれまでに著者らの研究により明かにされている。本研究はこれらの強誘電性高分子の巨大単結晶(〜1mm^3)を育成し、その結晶化機構と物性を明かにし、これらの高結晶化膜、できれば単結晶を利用した圧電素子の開発・応用を検討することであった。本研究では高圧装置を設置し、(1)高温・高圧下での結晶化、(2)帯域溶融結晶化、(3)固相等温結晶化、(4)電場下結晶化など種々の方法で単結晶の育成をP(VDFーTrFE)を中心に試みた。所期の大きさの単結晶を得ることはできなかったが、(1)(2)の方法で厚さ0.2μm、幅10ー100μmの板状結晶、直径10ー20μmの塊状結晶を得ることができた。これは他の高分子結晶に比べてはるかに大きい。P(VDFーTeFE)についても同様であった。結晶の融点Tmとキュリー温度TcをTrFEモル組成比、圧力の関数として求めることにより、これらの結晶がTmとTcの間にある相(常誘電相、回転相)ではじめて生長することを明らかにした。またこの結果を適用して、高圧下で回転相をPVDFに出現させて、P(VDFーTrFE)と同様に大きい伸び切り鎖結晶からなるβー型PVDF膜を得た。この結晶は融点207℃まで圧電性を保持しており、現在知られている高分子圧電体の中で最高の使用可能温度をもつ。
高分子の結晶成長に密接に関連する回転相および溶融相における分子運動を広幅NMR、誘電率測定、溶融体の流動配向と粘度測定によって研究し、有用な知見を得た。また高度に結晶化したβ型強誘電性膜の圧電性を研究し、これを利用して超音波顕微鏡、極低温(〜4°K)でも使用可能な物性測定用のトリンスジューサとなることがわかった。
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