成果報告書詳細
管理番号20100000000070
タイトル平成20年度成果報告書 平成20年度第1回採択産業技術研究助成事業 08E51004d 超音波アシスト水熱合成法による非鉛圧電セラミック合成プロセスの開発 平成20年度中間
公開日2010/2/13
報告書年度2008 - 2008
委託先名国立大学法人東京大学森田剛
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部 若手研究グラントグループ
和文要約本研究では水熱合成法を用いて主にニオブ酸カリウム結晶粉末を合成し、セラミック化を行ってきた。これに対して、新たにニオブ酸ナトリウム粉末も合成し、この2種類の結晶粉末をもとにしてニオブ酸カリウムナトリウムの固溶体化を行うとともに、焼成方法や評価方法のノウハウを蓄積することによって、圧電定数は従来の約2倍となるd33=107pm/Vと機械的損失係数Qm=118を得た。また、水熱合成法反応中に超音波照射を行う振動子の改良を行った。特に、高温反応中にも振動子の予圧負荷が小さくならないように熱膨張係数に関する材料選定を行ったり、高温対応可能な圧電セラミックスの選定を行うことによって、反応温度140℃においてもほとんど振動速度が変化しない優れた超音波振動子を得ることに成功した。現在、200℃程度までの振動特性評価を行っている。その他、圧電性を向上させるためにリチウムをドープすることを検討し、誘電率向上に効果的であるとの知見を得た。また、水熱合成法反応中に超音波照射を行うことによってニオブ酸ナトリウム粉末の微粒子化が可能になることを実験により確認した。
英文要約By combining the hydrothermal KNbO3 and NaNbO3 powders, we synthesized the (K,Na)NbO3 ceramics. Introducing the NaNbO3, the sintering process became easy and the piezoelectric performance was successfully increased to 107 pC/N which was about twice compared to the previous value. The quality factor (Qm)was 118.The newly developed ultrasonic transducer was improved to be high temperature resistive. Under the 140 degrees C condition, the vibration property kept almost constant. It is due to optimization of the transducer materials taking into consideration of the thermal expansion coefficient, and high temperature resistive piezoelectric materials.
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