工学部 研究紹介2018
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圧電セラミックスの作製。このプレス機を使って、粉末をペレット状に成型し、1000℃以上で焼成することでセラミックスが得られる写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦2.85cm作製した圧電セラミックスの電気的特性の測定。温度や周波数を変化させて、誘電率や共振特性の確認を行う写真サイズ高さ4.35cm×幅7.5cm配置位置横11.4cm、縦8.15cm番場研究室研究から広がる未来卒業後の未来像圧電材料は圧力を加えると電気(電荷)を発生し、電圧を加えると変形(伸び縮み)する材料で、ライターの着火素子や超音波振動子などに使われています。番場研究室では圧電材料、特に圧電セラミックスに関する研究を行っています。現在用いられている圧電セラミックスの多くは環境や人体に有害な鉛を含んだものであるため、同研究室では環境に配慮した鉛を含まない圧電セラミックスの開発を目指しています。また、圧電セラミックスを用いた応用として、低周波、低エネルギーで駆動可能な超音波モータの開発にも取り組んでいます。圧電材料は機械的エネルギー(圧力、変位)と電気エネルギーの変換を行うことができる材料であり、振動子だけでなく、微小制御可能なアクチュエータにも応用されていますが、それらの特性を左右する材料開発は非常に重要な研究です。また新たな機構を考え、より良いデバイスを開発することも圧電材料の発展には必要不可欠です。これら実現のため、学生は地道な実験を繰り返しながら、日々研究に励んでいます。卒業・修了生の進路は電力会社から電気機器メーカー、公務員まで多岐にわたっています。どのような分野でも活躍できる人材になれるようにと研究室では研究遂行能力や問題解決能力をしっかり身につけるように指導しています。番場教子准教授大阪大学大学院工学研究科物質化学専攻博士後期課程を修了後、信州大学工学部電気電子工学科助手を経て、2006年より現職。研究分野は電子材料。⼒を電気に、電気を変位にかえる圧電材料〜材料開発から応⽤まで〜電⼦情報システム⼯学科研究シーズ共同研究・外部資⾦獲得実績社会貢献実績研究キーワード圧電セラミックス・グリーンマテリアル・超⾳波モーター【先生の学問へのきっかけ】特に考えず、なんとなくおもしろそうかもと思って進んだ工学部ですので、実験やレポート、テストでは苦労もしましたが、愉快な友人達や頼りになる先輩方に囲まれ、楽しく過ごすことができ、たまたま配属された研究室の教授からの勧めで博士課程に進学。気がつけば朝から晩、時には暗くなった大学内で夜中、朝まで実験を行い、実験そのものの楽しさや自分の考えが良い結果につながった時の喜び、原因を探求することのおもしろさを経験し、いろんな縁や運が巡り巡って、この職に就くこととなりました。人生、何が起こるかわからないものです。•非鉛系圧電セラミックスの作製•圧電セラミック単板の複合振動モードを用いた超音波モータ•圧電セラミック単板の複合振動モードを用いた超音波モータの開発(JSTシーズ発掘試験研究)•光溶解を利用した色素増感型太陽電池用高比表面積半導体電極の開発(科研費若手A)•ゾルゲル法によるタンタル酸リチウム固溶体圧電性薄膜の開発((財)村田学術振興財団研究助成)•タンタル酸リチウム系固溶体圧電セラミック材料の開発(公益信託林女性自然科学者研究助成基金)•金属固溶タンタル酸銀及びニオブ酸銀セラミックスの作製と評価(笹川科学研究助成)社会法人電子情報通信学会電子部品・材料研究会専門委員会専門委員上越市中小企業研究開発等支援資金融資委員会委員400nmバイモルフ複合体写真。片側のバイモルフに共振周波数近傍の電圧を印加すると、下図のように変形する。このとき、金属面にプーリを接触させるとプーリが回転する。同じ混合粉末を異なる条件で仮焼した後焼成した試料の微細構造。粒径や気孔に違いが見られる。粉末や試料の作製条件の最適化により緻密かつ特性の良いセラミックスを得ることができる。1µm混合粉末38

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