圧電セラミックス薄膜を用いた応力および破壊センサーの開発

使用压电陶瓷薄膜开发应力和断裂传感器

基本信息

  • 批准号:
    03J02471
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 0.7万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2005
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

圧電セラミックスは,脆性材料として取り扱うことはできる他のセラミックスとは異なり,分域反転機構により金属の延性機構に似た非線形挙動を示す.近年,結晶方位を同定する手法としてEBSP(後方散乱電子線回折)法の普及は著しく,金属材料評価への適応例は多く報告されているが,絶縁材料である上に固溶体であるPZTの研究報告は皆無である.平成17年度は,昨年度に確立したEBSP観察用試験片調整法を活用してドメインスイッチングのその場観察を行った.さらに,より粒子内でのスイッチング挙動を直接的に観察するためTEMによる観察手法の確立にも挑戦した結果を併せて報告する.1.『圧電セラミックスのその場観察』観察ステップが0.4μm,プローブ径が20nm程度で,粒径等を検討するには十分な分解能であるが,粒子内のドメインを同定するには分解能が不十分であるため,ステップをプローブ径と同等の20nmとして観察を行った.その結果,層状の結晶構造が観察でき,境界が方位差90度で構成されている90゜ドメインであることを直接的に示すことに成功した.また,ビッカース圧子によってき裂を導入し,引張り荷重負荷前・後での分域反転をマッピング表示によって視覚的に示し,その場観察の今後の展開へ新たな可能性を示した.2.『TEMによる分域観察』PZTのTEMによる観察(評価)は,これまで多結晶焼結体に関する報告はほとんど皆無である.TEMの試料ホルダーを外力負荷が可能となるように改造し,その場観察に挑戦した.電圧印加よるドメインスイッチングの観察を試みたが,PZTが絶縁材料であるが故に様々な問題が発生した.導電膜のコーティングにより材料本来の圧電挙動を観察することが出来ず,また,電子ビームに電界発生による効果も同調してしまい,更なる改良が必要であると痛感した.しかしながら,暗視野像では90°ドメインの観察が可能であったことから外力負荷による分域壁の移動観察への可能性を見出せたと言える.
For example, a brittle material has a non-linear motion, and a ductile metal has a non-linear motion. In recent years, the EBSP method has been widely used for crystal orientation determination. There are many reports on the evaluation of metal materials, but there are no reports on PZT solid solutions for insulating materials. In 2017, the EBSP test piece adjustment method was established in the previous year. 1."Voltage field detection": The detection temperature is 0.4μm, the particle diameter is about 20 nm, the particle size is about 20nm, the decomposition energy is about 10%, the decomposition energy is about 10%, and the particle diameter is about 20nm. The diameter of the film is equal to 20nm. As a result, the layered crystal structure is observed, and the boundary is 90 degrees different from the orientation. 2."TEM" The company's field office is open to inspection. The problem of PZT insulating materials arises because of the detection of voltage and temperature. It is now possible to observe the inherent voltage fluctuations of the material through the conductive film. Moreover, the effects of the development of the electronic field in the electrical world are more consistent, and it is painful to see that improvements are necessary. Dark field images are 90° apart and the possibility of moving the partition walls is discussed.

项目成果

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白木原 香織其他文献

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