2020 Fiscal Year Research-status Report
高振動レベル下における圧電セラミックスの縦効果および反共振特性の測定
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17K06805
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| Research Institution | Nagaoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
梅田 幹雄 長岡工業高等専門学校, 電子制御工学科, 教授 (00342478)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | レーザドップラ振動速度計 / 電気的過渡応答法 / 圧電素子 / 経時変化 / 振動レベル簡易測定 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は圧電縦効果セラミックス素子における振動レベル特性を測定する手法，及び圧電横効果素子の反共振下における振動レベル特性を測定する手法を提案し，それぞれの特性を測定することを主目的としている。
電気的共振下における圧電縦効果素子の振動レベル特性を測定し主要定数の特性を算出する方法を先に考案したが，まだ一種類の材質の圧電素子しか測定解析していない状況であたっため，他の材質の試料も測定しその傾向を確認する予定であった。しかし，レーザドップラ速度計が故障してしまい，振動速度を測定できない状況となってしまった。修理を試みたが古い機種のため部品調達が困難であったこと，また新しいレーザドップラ速度計を購入する予算調達も難しかった。このため，判明したところまで論文としてまとめ投稿することとした。
一方，過去に測定したデータを解析しなおし，経時変化特性について解析を行った。その結果，圧電定数は小振幅時は若干の低下，振動応力大で増加の割合も低下すること，弾性定数は小振幅時はほぼ同じ値，振動応力大で増加の割合も低下すること，機械的品質係数は小振幅時はほぼ同じ値，振動応力大で低下の割合も低下することがわかった。圧電素子は分極理後時間経過と共に強誘電性分域構造の安定化が進み，低振動レベルでは各主要定数が変化する傾向が知られているが，高振動レベルでの傾向を今回確認することができた。
さらに，レーザドップラ速度計を用いずに電気的過渡応答法にて電流波形のみで簡易的に高振動レベル下での特性を簡易的に測定算出する方法について提案し予備実験を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
レーザドップラ速度計が故障してしまい，振動速度を測定できない状況である。修理を試みたが，機種が古く部品が調達できない状態である。また，新しいレーザドップラ速度計の購入費の調達も今回できなかった。
また，コロナ禍対応により時間的・労力的な制約も大きかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，レーザドップラ速度計の修理を試みるとともに，新しいレーザドップラ速度計を購入する予算調達も別途試みたい。修理や購入が可能であれば，他の圧電材料の圧電縦効果振動子の振動レベル特性の測定を試みる。
もしこれらが不可能の場合は，レーザドップラ速度計を用いずに電気的過渡応答法にて簡易的に高振動レベル下での特性を測定算出する方法についてさらに検討する。
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