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【特集】 セラミックススーパープロセステクノロジー
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特集にあたって
Introduction
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和田隆博(龍谷大学 理工学部 教授)
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積層セラミックコンデンサーの薄層化技術
Technology for Thinner Dielectric Layer of Multilayer Ceramic Capacitor
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佐野晴信((株)福井村田製作所 積層商品事業部 積層コンデンサ商品設計部 部長)
積層セラミックコンデンサーの小型大容量化の要求に対し,誘電体素子の薄層化と積層枚数の増加策がとられ,現在,素子厚1μm未満の誘電体素子が数百層積み重ねられた積層セラミックコンデンサーが実用化されている。本稿では,この誘電体素子の薄層化を実現するうえで必要となった誘電体材料設計技術,プロセス設計技術を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 誘電体素子の薄層化に必要な設計技術
2.1 誘電体材料設計技術
2.2 プロセス設計技術
3. おわりに
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スパッター法を用いた強誘電体薄膜とそれを用いた圧電デバイスの作製
Preparation of Pb-based Ferroelectric Thin Films using RF Magnetron Sputtering and their Piezoelectric Applications
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小牧一樹(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 先行技術開発研究所)
村嶋祐二(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 先行技術開発研究所)
寺田二郎(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター デバイス技術開発研究所)
Pb(Zr,Ti)O3をはじめとするPb系強誘電体は,優れた強誘電性,圧電性,焦電性を示すことから,強誘電体メモリーやセンサー/アクチュエーターなどさまざまなデバイスに利用可能な材料として注目されている。ここではスパッター法による高性能Pb(Zr,Ti)O3薄膜の形成技術と,それを用いたデバイス事例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スパッター法を用いたPZT薄膜の作製
2.1 薄膜作製装置および作製方法
2.2 PZT薄膜の特性
3. 圧電デバイスの作製
3.1 音叉型角速度センサー
3.2 圧電駆動型MEMSアクチュエーター
4. おわりに
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特殊ポリマーを用いた新しいセラミックスプロセッシング
New Ceramics Processing using by Special Polymer
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尾形知彦(東レ(株) セラミックス事業部 技術主幹)
次世代のセラミックスプロセス技術として,感光性ポリマーを用いた微細加工技術および二液硬化性ポリマーを用いた複雑異形状造形技術を開発した。これら特殊ポリマーの特性およびその可能性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 感光性ポリマー
3. 感光性セラミックスへの応用
4. 二液硬化性ポリマー
5. 複雑異形状製品への応用
6. おわりに
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窒化ケイ素の高熱伝導化への取り組み
Preparation of Silicon Nitride with High Thermal Conductivity
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林裕之((株)KRI ナノデバイス研究部 デバイス物性ユニット 研究員)
窒化ケイ素は高い機械的特性を示し,その単結晶は200W/mKを示すといわれ,放熱基板材料として期待されている。しかしながら,一般的な窒化ケイ素焼結体の熱伝導率は40～60W/mK程度と低く,本来の性能を発揮していない。本稿では熱伝導の仕組みと窒化ケイ素の熱伝導率低下の原因を説明し,性能向上の取り組みとその成果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 窒化ケイ素について
3. 熱伝導
4. 高熱伝導窒化ケイ素の開発
5. 将来の展望
6. おわりに
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人工骨補填材の気孔形態制御
Pore Structure Control of Bonesubstitute
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井村浩一(コバレントマテリアル(株) 事業開発本部 バイオ事業推進部 技術担当 課長)
骨疾患の治療に使用される人工骨補填材はセラミックス多孔体であり,気孔形態を制御することにより生体との親和性を高める工夫が施されている。人工骨補填材に必要な特性を作り込むための気孔形態制御について,筆者らの開発事例から紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. セラミックス多孔体
3. 人工骨補填材に必要な多孔体構造
4. 気孔形態制御による人工骨補填材開発事例
5. おわりに
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BIP法:半固形モールドを用いた新たな粉末加圧成形法
BIP(Bingham solid/fluid Isostatic Pressing)Process:Powder Compaction Process using Semi-solid Mold
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垣辻篤(大阪府立産業技術総合研究所 化学環境部 化学材料系 主任研究員)
津守不二夫(京都大学 大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 講師)
セラミックス製造プロセスに適用可能な新しい加圧成形法を開発した。これはモールド材に半固形材料を利用する方法で,半固形材料がビンガム流体的挙動を示すことを利用しており,BIP法と命名した。本方法は,等方加圧による均一な充填密度の成形体を作製できること,ならびに従来の等方加圧成形法では成形が不可能であった複雑形状のものが割れることなく成形できることを最大の特徴としている。本報告では,BIP法の概要ならびに実用化に向けて各種検討を行った結果について報告する。
【目次】
1. はじめに
2. BIP法の概要
3. 成形体の寸法精度
4. 温度制御の利用と微細構造体の作製
4.1 ワックスの力学的特性と温度変化
4.2 微細構造成形実験
5. おわりに
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電磁波材料の空間パターニングにおける人造界面テクトニクス
Artificial Interface Tectonic in Spatially Structural Patterning of Electromagnetic Materials
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桐原聡秀(大阪大学 接合科学研究所 准教授)
宮本欽生(大阪大学 接合科学研究所 名誉教授)
材料物性の向上ではなく,幾何学構造の形成により優れた機能を創出しようとする新たな科学技術概念が,材料テクトニクスである。本稿では光造形法を用いて誘電体材料を空間的にパターニングし,マイクロ構造によるテラヘルツ波コントロールした事例を紹介する。物質合成にも威力を発揮する電磁波デバイス開発構想も述べたい。
【目次】
1. はじめに
2. 誘電体フォトニック結晶における双晶界面
3. 誘電体の空間パターニング
4. 双晶界面における電磁波局在
5. 人造界面としての誘電体マイクロパターン
6. おわりに
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Material Report
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R&D
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酸化タングステンをベースとした新規高活性可視光応答型光触媒
Platinum Loaded Tungsten Oxide as Highly Efficient Visible Light Responsive Photocatalyst
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阿部竜(北海道大学 触媒化学研究センター 准教授)
新規な可視光応答型光触媒として,白金と酸化タングステンの複合型光触媒を紹介する。酸化タングステンは,その伝導帯レベルが低く,単体では励起電子による酸素分子の還元が起こりにくいが,白金を高分散に担持させることにより酸素還元が促進され,結果として正孔による有機物の酸化分解が高効率で進行する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化タングステン光触媒
3. 白金を高分散に担持させた酸化タングステン光触媒
4. 二重励起光音響分光法を用いた反応機構の解明
5. 想定される反応メカニズム
6. おわりに
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連載 ロボットテクノロジー都市の実現に向けて(3)
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企業ネットワークを活用したロボット開発
Business Network for Robot R&D
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細見成人(次世代ロボット開発ネットワークRooBO 運営委員長;東洋理機工業(株) 代表取締役)
大阪市を中心に370名を超えるメンバーで構成された「次世代ロボット開発ネットワークRooBO」の活動の一端を紹介する。あわせて,次世代ロボット開発という,広範な要素技術の集合体であると同時に,ビジネス化に際しては新しい市場の創造が必要となる領域において,フレキシブルで活発な企業ネットワークの果たす役割について概観する。
【目次】
1. はじめに
2. 次世代ロボット開発ネットワークRooBO
2.1 バックグラウンド:大阪のものづくり企業群
2.2 次世代ロボット開発ネットワークRooBO
2.3 RooBOの特質
3. RooBOの活動
3.1 RooBOのネットワーク活動
3.2 RooBOのプロジェクト
4. 企業ネットワークを活用したロボット開発の特質
4.1 ロボット
4.2 ロボットテクノロジー
4.3 ネットワーク
4.4 ロボットは「ものづくリのフラッグシップ」
4.5 RTはサポートテクノロジー
5. RooBOの今後
5.1 匠の技をロボットが継承
5.2 RT創造都市をめざして
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Market data
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ファインセラミックスの市場動向
Market Trend on Fine Ceramics
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【目次】
1. 概要
2. 技術動向
2.1 ナノセラミックス
2.2 ナノガラス
3. 市場規模
4. 企業動向
(1) 京セラ
(2) 宇部興産
(3) トクヤマ
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特集にあたって
Introduction
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和田隆博(龍谷大学 理工学部 教授)
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積層セラミックコンデンサーの薄層化技術
Technology for Thinner Dielectric Layer of Multilayer Ceramic Capacitor
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佐野晴信((株)福井村田製作所 積層商品事業部 積層コンデンサ商品設計部 部長)
積層セラミックコンデンサーの小型大容量化の要求に対し,誘電体素子の薄層化と積層枚数の増加策がとられ,現在,素子厚1μm未満の誘電体素子が数百層積み重ねられた積層セラミックコンデンサーが実用化されている。本稿では,この誘電体素子の薄層化を実現するうえで必要となった誘電体材料設計技術,プロセス設計技術を概説する。
【目次】
1. はじめに
2. 誘電体素子の薄層化に必要な設計技術
2.1 誘電体材料設計技術
2.2 プロセス設計技術
3. おわりに
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スパッター法を用いた強誘電体薄膜とそれを用いた圧電デバイスの作製
Preparation of Pb-based Ferroelectric Thin Films using RF Magnetron Sputtering and their Piezoelectric Applications
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小牧一樹(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 先行技術開発研究所)
村嶋祐二(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター 先行技術開発研究所)
寺田二郎(パナソニックエレクトロニックデバイス(株) 開発技術センター デバイス技術開発研究所)
Pb(Zr,Ti)O3をはじめとするPb系強誘電体は,優れた強誘電性,圧電性,焦電性を示すことから,強誘電体メモリーやセンサー/アクチュエーターなどさまざまなデバイスに利用可能な材料として注目されている。ここではスパッター法による高性能Pb(Zr,Ti)O3薄膜の形成技術と,それを用いたデバイス事例について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. スパッター法を用いたPZT薄膜の作製
2.1 薄膜作製装置および作製方法
2.2 PZT薄膜の特性
3. 圧電デバイスの作製
3.1 音叉型角速度センサー
3.2 圧電駆動型MEMSアクチュエーター
4. おわりに
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特殊ポリマーを用いた新しいセラミックスプロセッシング
New Ceramics Processing using by Special Polymer
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尾形知彦(東レ(株) セラミックス事業部 技術主幹)
次世代のセラミックスプロセス技術として,感光性ポリマーを用いた微細加工技術および二液硬化性ポリマーを用いた複雑異形状造形技術を開発した。これら特殊ポリマーの特性およびその可能性について紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 感光性ポリマー
3. 感光性セラミックスへの応用
4. 二液硬化性ポリマー
5. 複雑異形状製品への応用
6. おわりに
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窒化ケイ素の高熱伝導化への取り組み
Preparation of Silicon Nitride with High Thermal Conductivity
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林裕之((株)KRI ナノデバイス研究部 デバイス物性ユニット 研究員)
窒化ケイ素は高い機械的特性を示し,その単結晶は200W/mKを示すといわれ,放熱基板材料として期待されている。しかしながら,一般的な窒化ケイ素焼結体の熱伝導率は40～60W/mK程度と低く,本来の性能を発揮していない。本稿では熱伝導の仕組みと窒化ケイ素の熱伝導率低下の原因を説明し,性能向上の取り組みとその成果を紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. 窒化ケイ素について
3. 熱伝導
4. 高熱伝導窒化ケイ素の開発
5. 将来の展望
6. おわりに
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人工骨補填材の気孔形態制御
Pore Structure Control of Bonesubstitute
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井村浩一(コバレントマテリアル(株) 事業開発本部 バイオ事業推進部 技術担当 課長)
骨疾患の治療に使用される人工骨補填材はセラミックス多孔体であり,気孔形態を制御することにより生体との親和性を高める工夫が施されている。人工骨補填材に必要な特性を作り込むための気孔形態制御について,筆者らの開発事例から紹介する。
【目次】
1. はじめに
2. セラミックス多孔体
3. 人工骨補填材に必要な多孔体構造
4. 気孔形態制御による人工骨補填材開発事例
5. おわりに
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BIP法:半固形モールドを用いた新たな粉末加圧成形法
BIP(Bingham solid/fluid Isostatic Pressing)Process:Powder Compaction Process using Semi-solid Mold
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垣辻篤(大阪府立産業技術総合研究所 化学環境部 化学材料系 主任研究員)
津守不二夫(京都大学 大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 講師)
セラミックス製造プロセスに適用可能な新しい加圧成形法を開発した。これはモールド材に半固形材料を利用する方法で,半固形材料がビンガム流体的挙動を示すことを利用しており,BIP法と命名した。本方法は,等方加圧による均一な充填密度の成形体を作製できること,ならびに従来の等方加圧成形法では成形が不可能であった複雑形状のものが割れることなく成形できることを最大の特徴としている。本報告では,BIP法の概要ならびに実用化に向けて各種検討を行った結果について報告する。
【目次】
1. はじめに
2. BIP法の概要
3. 成形体の寸法精度
4. 温度制御の利用と微細構造体の作製
4.1 ワックスの力学的特性と温度変化
4.2 微細構造成形実験
5. おわりに
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電磁波材料の空間パターニングにおける人造界面テクトニクス
Artificial Interface Tectonic in Spatially Structural Patterning of Electromagnetic Materials
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桐原聡秀(大阪大学 接合科学研究所 准教授)
宮本欽生(大阪大学 接合科学研究所 名誉教授)
材料物性の向上ではなく,幾何学構造の形成により優れた機能を創出しようとする新たな科学技術概念が,材料テクトニクスである。本稿では光造形法を用いて誘電体材料を空間的にパターニングし,マイクロ構造によるテラヘルツ波コントロールした事例を紹介する。物質合成にも威力を発揮する電磁波デバイス開発構想も述べたい。
【目次】
1. はじめに
2. 誘電体フォトニック結晶における双晶界面
3. 誘電体の空間パターニング
4. 双晶界面における電磁波局在
5. 人造界面としての誘電体マイクロパターン
6. おわりに
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Material Report
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R&D
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酸化タングステンをベースとした新規高活性可視光応答型光触媒
Platinum Loaded Tungsten Oxide as Highly Efficient Visible Light Responsive Photocatalyst
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阿部竜(北海道大学 触媒化学研究センター 准教授)
新規な可視光応答型光触媒として,白金と酸化タングステンの複合型光触媒を紹介する。酸化タングステンは,その伝導帯レベルが低く,単体では励起電子による酸素分子の還元が起こりにくいが,白金を高分散に担持させることにより酸素還元が促進され,結果として正孔による有機物の酸化分解が高効率で進行する。
【目次】
1. はじめに
2. 酸化タングステン光触媒
3. 白金を高分散に担持させた酸化タングステン光触媒
4. 二重励起光音響分光法を用いた反応機構の解明
5. 想定される反応メカニズム
6. おわりに
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連載 ロボットテクノロジー都市の実現に向けて(3)
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企業ネットワークを活用したロボット開発
Business Network for Robot R&D
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細見成人(次世代ロボット開発ネットワークRooBO 運営委員長;東洋理機工業(株) 代表取締役)
大阪市を中心に370名を超えるメンバーで構成された「次世代ロボット開発ネットワークRooBO」の活動の一端を紹介する。あわせて,次世代ロボット開発という,広範な要素技術の集合体であると同時に,ビジネス化に際しては新しい市場の創造が必要となる領域において,フレキシブルで活発な企業ネットワークの果たす役割について概観する。
【目次】
1. はじめに
2. 次世代ロボット開発ネットワークRooBO
2.1 バックグラウンド:大阪のものづくり企業群
2.2 次世代ロボット開発ネットワークRooBO
2.3 RooBOの特質
3. RooBOの活動
3.1 RooBOのネットワーク活動
3.2 RooBOのプロジェクト
4. 企業ネットワークを活用したロボット開発の特質
4.1 ロボット
4.2 ロボットテクノロジー
4.3 ネットワーク
4.4 ロボットは「ものづくリのフラッグシップ」
4.5 RTはサポートテクノロジー
5. RooBOの今後
5.1 匠の技をロボットが継承
5.2 RT創造都市をめざして
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Market data
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ファインセラミックスの市場動向
Market Trend on Fine Ceramics
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【目次】
1. 概要
2. 技術動向
2.1 ナノセラミックス
2.2 ナノガラス
3. 市場規模
4. 企業動向
(1) 京セラ
(2) 宇部興産
(3) トクヤマ
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