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月刊機能材料 2006年12月号

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【特集1】 ガスセンサー-水素ガスセンサーを中心として
【特集2】 放熱・熱伝導性材料の開発動向―Part2

商品コード: M0612

  • 発行日: 2006年11月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835
こちらの書籍については、お問い合わせください。

目次

【特集1】 ガスセンサー-水素ガスセンサーを中心として


接触燃焼式ガスセンサー
Catalytic Combustion Type Gas Sensor
髙橋郁生(シチズン時計(株) MHT開発本部 技術研究所 第九研究室 室長)

 接触燃焼式ガスセンサーは、内蔵する検知素子で可燃性ガスを接触燃焼(触媒酸化)させ、その際生成する燃焼熱を抵抗(電圧)変化として出力する。接触燃焼式ガスセンサーの出力信号はガス濃度に比例することが特徴であり、温度特性や湿度特性、長期安定性に優れる安全管理に適した化学センサーである。

1. はじめに
2. 接触燃焼式ガスセンサーの構造
2.1 ヒーターコイル
2.2 燃焼触媒層と熱伝導層
2.3 非燃焼触媒層(補償用素子)
2.4 外装構成体
3. 接触燃焼式ガスセンサーの動作原理
4. 接触燃焼式ガスセンサーの特徴と特性
4.1 ガス濃度特性
4.2 水素ガスに対する応答特性
4.3 温度・湿度特性
5. おわりに


半導体水素センサー
Semiconductor Hydrogen Gas Sensor
田中克之(エフアイエス(株) 開発グループ 開発統括ゼネラルマネージャー)

 半導体ガスセンサーは酸化物セラミックスで構成されており、安定な特性と強固な構造をもっている。当社ではガス漏れ警報器で長年実績のある酸化スズを使用して、検出濃度域の異なる3種の水素検知センサーを開発した。それらのセンサーは内部にヒーターを埋設する超小型の構造であり、電源のON/OFFによる急冷急加熱にも耐久性があり、すでに北米の燃料電池に利用されている。

1. はじめに
2. 半導体ガスセンサーの特徴
3. 半導体ガスセンサーの動作
3.1 大気中でのセンサー抵抗値
3.2 ガス中でのセンサー抵抗値
4. 半導体ガスセンサーの構造
4.1 一般的なガスセンサーの構造
4.2 FISガスセンサーの特徴
5. 半導体ガスセンサーの使用方法
5.1 基本測定回路
5.2 ガス測定時の留意点
6. 半導体ガスセンサーによる水素検知
6.1 検知すべき水素濃度
6.2 FISの水素センサーの基本特性
7. 半導体ガスセンサーの経時特性
8. おわりに


熱電式水素センサー
Thermoelectric Hydrogen Sensor
申ウソク((独)産業技術総合研究所 先進製造プロセス研究部門 主任研究員)

 熱電式水素センサーは、触媒反応と熱電変換機能とを組み合わせた動作原理で、素子みずから発生する電圧を信号とする。セラミックス触媒をマイクロ素子上に集積化することによって、センサー素子の感度および耐久性を大幅に向上させた。開発したセンサーは空気中の水素濃度を0.5ppmから5%まで広範囲に検知できる。

1. はじめに
2. 漏れ検知用水素センサーと熱電式水素センサー
3. マイクロ熱電式水素センサーの製造
3.1 MEMS技術の活用
3.2 セラミックス触媒の集積化
4. 広い濃度範囲の水素漏れ検知と耐久性
4.1 接触燃焼反応によるppmレベルの検知
5. おわりに


ボールSAW水素ガスセンサー
Ball SAW Hydrogen Gas Sensor
山中一司(東北大学 未来科学技術共同研究センター 教授)

 球の弾性表面波が自然なコリメートビームを形成して球の大円に沿った有限幅の円環状領域の中を伝わり、減衰せずに非常に多数回周回することを発見し、この現象を利用するボールSAWセンサーを考案した。表面波が球を周回する回数に比例してガスによる変化が増幅されるため、濃度10ppmから100%まで測れる水素ガスセンサーを初めて実現できた。

1. はじめに
2. 原理
3. 水素ガスセンサー
4. まとめと今後の展望 


Pd薄膜を用いた光検知式水素センサー
Optically Readable Hydrogen Sensors using Pd Thin Film
奥原芳樹((財)ファインセラミックスセンター 材料技術研究所 主任研究員) 
高田雅介(長岡技術科学大学 電気系 教授)

 爆発性を有する危険な水素ガスを検出するセンサーには、他のガス種に対するセンサーとは異なり、センサー素子自身に高度な「安全性」が要求される。水素雰囲気中において水素を吸収する金属Pdは、その水素化に伴って光の反射率・透過率を変える。この水素化反応および光学的応答は室温にて現れることから「室温作動」する水素センサーとして応用でき、さらに電気的に非接触な検出方法であるため防爆という点で高い安全性を確保できる。

1. はじめに
2. センサーの構造と作動原理―Pd薄膜の水素化に伴う光学特性変化―
3. 基本的な水素検出性能
4. 作動速度(回復速度)の向上
5. おわりに


水素ガスセンサーの市場動向
Market of Hydrogen Sensor
シーエムシー出版 編集部 
1. 概要
2. 種類
3. 市場動向
4. 海外の取り組み
5. 今後の動向


【特集2】 放熱・熱伝導性材料の開発動向―Part2
金属系放熱材料
Metals and Metal Alloys for Thermal Management
折橋正樹(ソニー(株) 設計技術センター 材料解析ラボ 係長)
木村景一(九州工業大学 情報工学部 機械情報工学科 教授)

 近年、モバイルや据え置きの電子機器において、多機能化や小型、薄型化に伴い、LSIなど内部デバイスから発生する熱が問題となっている。これらのデバイスから発生する熱を分散させるために、いくつかの金属材料が機構部品や構造材を兼ねて使用される。これらの金属材料を材料特性や用途別に紹介する。

1. はじめに
2. 金属放熱材料
2.1 鉄系材料
2.2 アルミニウム合金
2.2.1 アルミニウム合金の種類
2.2.2 その他のアルミニウム合金
2.3 マグネシウム合金
2.3.1 マグネシウム合金の特性
2.3.2 マグネシウム合金の成形加工法
2.4 銅
2.4.1 銅合金の分類
2.4.2 放熱用銅合金
2.5 亜鉛合金
3. 放熱用金属材料の応用
3.1 電子機器の筐体としての応用
3.1.1 アルミニウム合金
3.1.2 マグネシウム合金
3.2 ヒートスプレッダーとしての応用
3.3 ヒートシンクとしての応用
3.4 その他の用途への応用
4. 熱放射材料
5. おわりに


熱伝導ゲルシート
Thermal Conductive Sheet
岡野暁洋((株)タイカ 技術研究開発本部 技術部長)

 電子機器の著しい発展に伴い、放熱対策のために柔軟な高熱伝導材料が求められており、特に安定性、柔軟性に優れるシリコーンを基材とした熱伝導ゲルが広く活用されている。
 本稿では、シリコーンゲルを基材とした熱伝導ゲルについて、製品形態(シート状、加熱硬化型、グリース状、ペースト状)による特徴とその応用について記述する。

1. はじめに
2. シリコーン
2.1 ゲル
2.2 シリコーンゲル
3. 熱伝導ゲル
3.1 シート状熱伝導ゲル
3.2 硬化型熱伝導性ゲル
3.3 熱伝導グリース
3.4 ペースト状熱伝導性ゲル
4. 熱伝導性ゲルの材料
4.1 ゲル基材
4.2 添加充填材
5. 熱伝導性ゲルの付加機能
5.1 防振・緩衝特性
5.2 電磁波吸収熱伝導ゲル
6. おわりに


ノイズ抑制シートの最新技術
The Recent Technology of Noise Suppression Sheets
佐々木伸浩(NECトーキン(株) EMC事業部 開発部)
伊藤哲夫(NECトーキン(株) EMC事業部 開発部)

 高周波ノイズ障害を抑制する“貼るだけで効く”ノイズ抑制シートが急速に普及している。本稿ではさまざまなノイズ抑制シートの中で、業界初となる100を超える透磁率を有する「バスタレイドFK1」、および数マイクロメートルの厚さでノイズ抑制効果を有する「バスタフェリックス」を主として紹介する。

1. はじめに
2. NECトーキンにおけるノイズ抑制シート
2.1 ノイズ抑制シートのバリエーション
2.2 高透磁率ノイズ抑制シート「FK1」
2.3 熱伝導ノイズ抑制シート「HF2」
2.4 超薄型ノイズ抑制シート「バスタフェリックス」
3. おわりに


Material Report
p/n型有機二重層フィルムの新機能―新しい可視光応答性固/液界面―
Novel Application of Organic p/n Bilayer―The Characteristics of Solid/WaterInterface Responsive to Visible-Light―
阿部敏之(弘前大学 理工学部 物質創成化学科 助教授)

 筆者らは、p型およびn型有機半導体からなる二重層フィルムが湿式条件の光電極としても機能することをこれまでに明らかにした。広範な可視光エネルギーに応答する新規な固/液界面が有機材料により形成でき、酸素や水素をもたらす光機能界面の例も見いだした。本稿では、p/n型有機フィルムの湿式条件における基本特性を中心に概説する。

1. はじめに
2. p/n型有機フィルム系光アノードの基本特性
3. 有機材料を基盤とした酸素発生極
4. p/n型有機フィルム系光アノードにおける酸化反応特性
5. p/n型有機フィルム系光カソードの基本特性
6. おわりに


温度応答性高分子の分子設計
Molecular Design of Temperature-sensitive Polymers
森健(九州大学大学院 工学研究院 応用化学部門 助手)

 水中で温度に応答して溶解性を相転移的に変化させる温度応答性高分子は、代表的な機能性高分子である。本稿で温度応答性高分子を4種に分類し(可溶(S)‐不溶(I)相転移タイプ、I‐S相転移タイプ、S‐I‐S相転移タイプ、高ヒステリシスタイプ)、それぞれの高分子の設計指針について論じた。

1. はじめに
2. S-Iタイプ
3. I-Sタイプ
4. S-I-Sタイプ
5. 大きなヒステリシス
6. おわりに


連載 SPring-8の産業利用(6)
放射光粉末回折法による新しいナノサイエンス
Novel Nano-Science Frontier opened by Advanced Powder Diffraction usingSynchrotron Radiation
高田昌樹((独)理化学研究所 播磨研究所 放射光科学総合研究センター 高田構造科学研究室 主任研究員)
加藤健一((独)理化学研究所 播磨研究所 放射光科学総合研究センター 高田構造科学研究室 研究員)

1. 粉末X線回折の役割
2. MEMによる回折データのイメージング
3. 放射光粉末回折法
4. ナノマテリアルの電子密度マッピング
4.1 金属内包フラーレンの構造の解明
4.2 ナノ細孔中配列した酸素分子の直接観察
4.3 Mg金属中に吸蔵された水素を見る
5. おわりに


2006 『機能材料』総目次
2006 Vol.26 『機能材料』総目次 1~12月号
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