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

基本信息

批准号：
02F02074
负责人：
北村隆行
金额：
$ 0.26万
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

项目摘要

本研究は,微小電子デバイス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理解するため,それを構成するピエゾ薄膜を含む多層膜構造体の変形・破壊現象を明らかにすることを目的としている.まず,ピエゾ材料の基本的なき裂問題についての解析解を導出することに成功し,その成果を雑誌論文にまとめた.つぎに,ピエゾ薄膜を含む多層膜の界面端における特異応力場に着目し,そのフリーエッジ効果による応力拡大を表わす特性式を導出し,その解を求めている.また,数値シミュレーションを行なって,解析結果の有効性を確認している.この成果を国際会議で発表するとともに,雑誌に投稿し,すでに掲載されている.さらに,ピエゾPZT薄膜(膜厚1μm前後)を含む多層膜試料を入手し,微小荷重負荷試験装置を用いて界面端からのき裂発生強度に関する実験を行なっている.上述の特異応力場解析を用いて,破壊力学概念に基づき,実験結果よりき裂発生クライテリオンについて検討している.その結果,特異場の強さを表わす応力拡大係数によって界面端からのき裂発生が支配されていることを明らかにした.本結果についても雑誌投稿を済ませている.さらに小さな構造体の強度に関する解析を進めるため,PZT材料の原子間ポテンシャルについての検討を行っている.これを用いてPZT薄膜に生じる内部応力を分子動力学法によって評価する試みを行なった.その成果は国際会議で発表し,今後の研究の基礎とする予定である。

这项研究旨在清楚地了解微观组件的强度特征，该小组结合了微观设备和小型执行器，并阐明了多层结构的转换和破坏，包括首先构成的压电薄膜。分析对压电材料的基本升力问题，并在杂志论文中汇编的结果。由于其自由边缘效应的膨胀，并要求解决方案。此外，获得了包括压电PZT薄膜（膜厚度）的多层样品，并使用上述特殊应力分析进行了少量负载测试装置。我们正在研究基于破坏力的概念的工艺，而不是实验结果的结果。从末端进行裂缝，这也是弹匣，以分析较小的结构的强度，我们将检查PZT材料的间歇性潜力。分子模型法律的薄膜将在国际会议上宣布，并将成为未来研究的基础。