基板上のマイクロ・アクチュエーターとマイクロ・センサーの力学挙動シミュレーション

基板上微执行器和微传感器的机械行为仿真

• 批准号: 02F00074
• 负责人: 北村 隆行
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02F00074/
• 关键词: ピエゾ材料; 微小アクチュエーター; 薄膜; 強度; 界面; 破壊力学; 亀裂; シミュレーション

次世代デバイスとして注目されている微小電子配線と微小アクチュエーターを組み合わせたマイクロコンポーネントの強度特性を明らかにするため,力学解析と強度実験によりピエゾ薄膜材料の変形・破壊特性を明らかにすることを目的としている.ピエゾ材料の基本的な亀裂問題についての解析解の導出についての論文(雑誌論文3報)が掲載された.また,(1)ピエゾ薄膜材料の界面端特異応力場解析,(2)ピエゾ薄膜材料の基板からの剥離実験を行っている.(1)については、フリーエッジ効果による応力拡大の解析解を導くことに成功し,その成果を国際会議で発表している.とくに,応力のべき乗について正確な解を得ている.(2)については,微小荷重負荷試験装置を用いて膜厚1μm前後のピエゾ薄膜の界面端き裂発生実験を行い,き裂発生の力学条件を明らかにしている.とくに,上述の特異場解析と総合して,破壊力学概念をベースとして界面じん性を評価しているところに特徴がある.この成果を国際会議で発表している.(1)(2)について,さらに検討を深めて雑誌に論文投稿を行っている.現在は,(3)分子動力学法によるPZT薄膜内部応力評価の研究を進めている.とくに,解析の鍵となる原子間ポテンシャルについて,シェル・モデルの妥当性を評価するとともに,その改良を行っている.

为了阐明将微观接线和微观接线的强度特性，这些接线吸引了作为下一个代理的注意力，目的是通过机械分析和强度实验来阐明压电薄膜材料的变形和破坏关于分析的派生问题，有关压电材料的基本裂纹问题（3个杂志论文的报告）。关于自由边缘效应引起的压力，并宣布了有关（2）的国际会议。厚度约为1μm，尤其是裂纹的机械条件，这是基于上述特殊分析的破坏力的概念由国际会议（1）宣布。 （3）分子动态学术奖学金。

项目成果

F.Shang, M.Kuna, T.Kitamura: "Theoretical investigation of an elliptical crack in thermopiezoelectric material Part I : Analytical development"Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 40(3). 237-246 (2003)

F.Shang、M.Kuna、T.Kitamura：“热压电材料中椭圆形裂纹的理论研究第一部分：分析发展”理论与应用断裂力学。

F.Shang, T.Kitamura, M.Kuna: "An elliptical crack in thermo-piezoelectric solids under uniform temperature gradient : analytical development"Key Engineering Materials. 261-263. 63-68 (2003)

F.Shang、T.Kitamura、M.Kuna：“均匀温度梯度下热压电固体中的椭圆裂纹：分析发展”关键工程材料。

F.Shang, T.Kitamura, M.Kuna: "Theoretical investigation of an elliptical crack in thermopiezoelectric material Part II : Crack propagation"Theoretical and Applied Fracture Mechanics. 40(3). 247-253 (2003)

F.Shang、T.Kitamura、M.Kuna：“热压电材料中椭圆形裂纹的理论研究第二部分：裂纹扩展”理论与应用断裂力学。