シーズ技術紹介

【ナノテクノロジー・材料】 (2016/03/09公開)

ミクロンサイズ試料膨張・収縮量計測システム

大学院工学研究院 材料科学部門
三浦 誠司 教授

北海道大学研究シーズ集webサイトオープンのお知らせ

かねてより準備を進めておりました北海道大学研究シーズ集webサイトをオープンいたしました。

本研究者の研究シーズはこちらです↓↓

https://seeds.mcip.hokudai.ac.jp/jp/view/102/
ご利用者様・サイト訪問者様により使いやすく、質の良い情報を発信していけるよう、更新をしてまいります。北海道大学研究シーズ集webサイトをよろしくお願いいたします。





試料サイズ、形状の調整不要な、置いて測るだけの熱膨張計則システム


材料の熱膨張は機械設計の重要因子ですが薄膜のデータは少ない。考案した光干渉による熱膨張測定法では、不定形・微小試料のナノメートルレベルの微小な高さ変化を干渉縞間隔変化から計測し、マイクロマシン(MEMS)などの設計に対して大きく貢献できます。

研究の内容


従来の熱膨張計測法の試料サイズはcm オーダーと大きく、薄膜形成技術によって作製したμm オーダーの材料開発に必要な熱膨張計測は不可能です。

本方法は、二枚のサファイア板の干渉縞計測を原理とし、試料のサイズ、形状、位置を問わないため、不定形なμm オーダーの微小試料でも計測できます(厚さ50 〜200μm の金属薄板試料の計測を実施済み)。

また、計測系が微小であることから温度の均一性が高く、イメージ炉により900℃まで3 分という高速計測が可能であることも確認しています。

これらの長所により、多数の薄膜材料の熱膨張係数をその作製サイズのままで測定でき、最適な材料選択が短時間で行えます。また、データベース作製の労力も極小となると期待できます。

応用例


  • 熱膨張計測(新規コーティング開発における物性評価、最適なMEMS 設計のための材料選定基準など)
  • 環境による微細試料の形状変化(湿潤環境における有機材料の形状変化など)


産業界へのアピールポイント


本発明は基礎研究のみならず、製品管理などにおいても用いることができるような、簡便なシステムに作り上げることが可能です。

核となる干渉縞計測ソフトウェアやジグなどの基礎デザインは終了しており、このブラッシュアップの段階にあります。

技術的には新規な部分は少なく、コロンブスの卵的な知見ですが、そのため応用範囲が広く、誰にでも使える技術です。

本研究に関連する知的財産


特許第4759748 号 「試料膨張・収縮量計測システムおよび試料膨脹・収縮量計測システム」

研究室ホームページ


大学院工学研究院 材料科学部門 
強度システム設計研究室
http://lms4-ms.eng.hokudai.ac.jp/japanese/top.html



※お問い合わせは 北海道大学 産学・地域協働推進機構ワンストップ窓口まで

Update 2018-04-17
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