金属ガラスのMEMSデバイスへの応用

金属玻璃在MEMS器件中的应用

• 批准号: 22760049
• 负责人: PAN Deng
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22760049/
• 关键词: 金属ガラス; MEMS; マイクロミラー; 機械的性質; 変形; ナノインデンテーション

ほとんどのバルク金属ガラスは、明瞭な弾性変形をせずに、1つのせん断体のすべり運動のみで、致命的な破断が起こる。しかし、金属ガラスの試料サイズを小さくすることで、延性を改善できることがわかっており、MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)への応用が期待できる。これまで研究成果が上がり、以下の2点でまとめる。1. 金属ガラスターゲット材料の作製Pd_<81>Si_<19>とPd_<40>Ni_<40>Si_4P_<16>のガラス合金をテスト用試料としてリボン材として準備した。作製した試料がガラス性質であることをX線回折や透過電子顕微鏡を用いて確認した。2つの材料の熱可塑性領域がそれぞれ61Kと120Kであることを確認した。これらの温度は、結晶化温度(695Kと713K)よりもずっと低い温度領域で確認されている。したがって、2つのガラス材料は、マイクロミラーへの応用のため、400℃(673K)において大きな熱可塑性が行えることが明らかとなった。2. 変形による金属ガラスの構造変化とそれが機械的特性に与える影響に関する調査変形によって誘起されるひずみ硬化とひずみ軟化に関する金属ガラスの特有の性質は、これまでのところ実験によって明確になっていない。この性質は、MEMSデバイスのような工学アプリケーションにおいて重要であり、金属ガラスを使用する上で明らかにする必要がある。そこで、研究代表者らは、ナノインデンテーションを用いてナノスケールの塑性変形を行うことで、せん断帯変形近傍におけるひずみ硬化とひずみ軟化現象を通じて、変形誘起によって金属ガラスの原子構造に変化をもたらすことができることを実験的に証明した。

ほ と ん ど の バ ル ク metal ガ ラ ス は, clear な 弾 sex - shaped を せ ず に, 1 つ の せ ん broken body の す べ り movement の み で, broken deadly な が こ る. し か し, metal ガ ラ ス の sample サ イ ズ を small さ く す る こ と で, ductility を improve で き る こ と が わ か っ て お り, MEMS (Micro company Mechanical Systems) へ の 応 with が expect で き る. The research results of れまで are が above が が and below <s:1> two points でまとめる. 1. Metal ガ ラ ス タ ー ゲ ッ ト materials の system Pd_ < 81 > Si_ < > 19 と Pd_ < > 40 Ni_ < > 40 Si_4P_ < 16 > の ガ ラ ス alloy を テ ス ト with sample と し て リ ボ ン material と し て prepare し た. Cropping し た sample が ガ ラ ス nature で あ る こ と を X-ray inflexion や through electronic 顕 micromirror を with い て confirm し た. The field of がそれぞれ61Kと120Kである である とを in the field of <s:1> material <e:1> thermoplasticity confirms <s:1> た. <s:1> れら <s:1> temperature, crystallization temperature (695Kと713K)よ <s:1> ずっと ずっと low <s:1> temperature range で confirmation されて る る る. し た が っ て, 2 つ の ガ ラ は ス materials, マ イ ク ロ ミ ラ ー へ の 応 with の た め, 400 ℃ (673 k) に お い て big き な line hot plasticity が え る こ と が Ming ら か と な っ た. 2. - shaped に よ る metal ガ ラ ス の structure - the と そ れ が mechanical properties に and え る influence に masato す る survey - shaped に よ っ て induced さ れ る ひ ず み hardening と ひ ず み softening に masato す る metal ガ ラ ス の は の properties, unique こ れ ま で の と こ ろ be 験 に よ っ て clear に な っ て い な い. こ の properties は, MEMS デ バ イ ス の よ う な engineering ア プ リ ケ ー シ ョ ン に お い て important で あ り, metal ガ ラ ス を use す る で on Ming ら か に す る necessary が あ る. そ こ で representatives, research ら は, ナ ノ イ ン デ ン テ ー シ ョ ン を with い て ナ ノ ス ケ ー ル の plastic line - shape を う こ と で, せ ん broken 帯 - shaped nearly alongside に お け る ひ ず み hardening と ひ ず み softening phenomenon を tong じ て, - induced に よ っ て metal ガ ラ ス の に atomic structure - the を も た ら す こ と が で き る こ と を be 験 に prove し た.