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月刊機能材料 2019年3月号

  • NEW
【特集】超音波エレクトロニクスの最新動向

商品コード: M1903

  • 監修: 小山大介
  • 発行日: 2019年3月5日
  • 価格(税込): 4,320 円
  • 体裁: B5判
  • ISBNコード: 0286-4835

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著者一覧

小山大介  同志社大学 
森田剛  東京大学 
中村健太郎  東京工業大学 
神雅彦  日本工業大学 
川嶋紘一郎  (有)超音波材料診断研究所 
長谷川英之  富山大学
長岡亮  富山大学
幕田寿典  山形大学 
安井久一  (国研)産業技術総合研究所 

目次

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【特集】超音波エレクトロニクスの最新動向

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特集にあたって
Introduction

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強力超音波デバイスのための圧電材料評価
Piezoelectric Materials Evaluation Method for High Power Ultrasonic Devices

 強力超音波デバイスの実駆動時の特性評価には,圧電非線形振動の理解が重要となる。本研究において機械的非線形特性が圧電振動特性評価としての主要パラメータであることを見出した。これを応用して,温度上昇を含んだ圧電非線形振動解析やボルト締めランジュバン振動子の非線形振動解析の研究事例を紹介する。

【目次】
1 まえがき
2 圧電非線形振動のモデル化
3 温度上昇を含む圧電非線形振動のモデル化
4 温度分布の計算方法
5 各物性値の温度依存性
6 シミュレーション結果
7 温度変化を含めた非線形振動測定
8 ボルト締めランジュバン振動子のモデル化

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超音波モータと超音波浮上搬送
Ultrasonic Motors and Ultrasonic Levitation Transport

 超音波振動や空中超音波音場のアクチュエータや物体非接触搬送への応用例として,超音波モータと大型平板の浮揚搬送について概説した。前半で超音波モータの主な方式とその動作原理,特性をまとめた。後半では,空気中での平板の浮揚現象と,その応用である大型ガラス基板の非接触搬送装置を紹介した。

【目次】
1 超音波駆動アクチュエータの利点
2 超音波モータ
 2.1 超音波モータの特徴
 2.2 超音波モータの分類
 2.3 進行波型超音波モータの構造と動作
 2.4 複合振動子型超音波モータの構造と動作
3 平板の非接触浮揚搬送
 3.1 近距離場音場浮揚
 3.2 大型平板の浮揚搬送
4 まとめ

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超音波を利用した材料加工技術
Materials Processing Technology Appling Ultrasonic-Vibration

 強力な超音波振動を発生させる技術,および超音波振動を各種の材料加工に利用する技術について,その原理,および切削や研削加工,塑性加工,あるいは接合加工に利用するための具体的方法,市販の装置の紹介や最近の研究事例,および利用上の注意点などを含めながら平易に解説した。

【目次】
1 はじめに
2 超音波で材料を加工するということ
 2.1 超音波振動が材料に与える効果
 2.2 超音波振動を材料加工に用いる方法
3 超音波振動を利用した各種加工法と最新の動向
 3.1 超音波振動切削加工
 3.2 超音波振動研削・研磨加工
 3.3 超音波振動塑性加工
 3.4 超音波振動接合加工
4 超音波振動を生産加工に使う上での留意点
5 おわりに

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非線形超音波を利用した非破壊材料評価技術の最新動向
Nondestructive Evaluation of Engineering Materials Using Nonlinear Ultrasonics

 大振幅正弦波バースト波を固体材料に入射して異質部・不健全部を揺り動かしたとき発生する正弦波からの波形ひずみを高調波振幅として定量化する,水浸高調波画像化法の原理と適用例を示す。従来超音波法による画像化が不可能あるいは困難であった,10μm 台の非金属介在物,薄板塑性変形度,接着剤硬化度などを可視化できる。

【目次】
1 はじめに
2 非線形超音波(高調波)法概要
 2.1 連続体における波形ゆがみの発生機構
 2.2  接触面型欠陥(閉口き裂)における波形ゆがみの発生機構
3 高調波計測・画像化法
 3.1 高調波画像化装置
 3.2 反射(後方散乱波)高調波法
 3.3 局部共振高調波法
4 高調波画像化例
 4.1 10μm 台微小非金属介在物
 4.2 局部共振法による塑性変形域の可視化
 4.3 局部共振法による疲労損傷域の可視化
 4.4 拡散接合界面不健全部(偏析)
 4.5 局部共振高調波法による液体水素ロケット模擬燃焼ノズル部隔壁のEDM溝
 4.6 接着樹脂硬化過程
 4.7 CRRP 接着部界面
5 まとめと将来展望

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医用超音波利用の最新動向
Recent Developments in Medical Ultrasonics

 超音波は,診断,治療を問わず幅広い分野で医療応用が進んでいる。診断においては,リアルタイムに体内の断層像を観察できる超音波B モード断層法が幅広く臨床に普及している。近年,リアルタイム撮像の時間分解能を超える超高速撮影を可能とする超高速超音波イメージング法の研究開発が進んでいる。本稿ではその原理と応用について概説する。

【目次】
1 はじめに
2 超高速超音波イメージング法
3 超高速超音波イメージング法の応用例
4 おわりに

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超音波によるマイクロバブルの生成と応用
Microbubble Generation Technique Using Ultrasonic Oscillation and its Application

 超音波を用いてマイクロバブルを発生させる手法について,細管からの単一気泡の発生事例や中空超音波ホーンによる発生の事例から,超音波によるマイクロバブルの発生原理や特徴について説明する。また,本発生手法の応用として,中空マイクロカプセルおよびポーラス金属の生成プロセスに応用した事例についても紹介する。

【目次】
1 はじめに
2 超音波を利用したマイクロバブルの生成メカニズム
3 超音波ホーンを利用したマイクロバブル発生
4 超音波ホーンによって生成するマイクロバブルの応用
 4.1 シアノアクリレート中空マイクロカプセルへの応用
 4.2 ポーラス金属への応用
5 おわりに

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熱音響エンジンにおける水蒸気の利用
A Thermoacoustic Engine with a Wet Stack

 細管が多数集まってできたスタックの両端に,廃熱等を利用して大きな温度差を与えると,スタックを入れたパイプ内に音波が発生する。もう一つ別のスタックを置くと,逆の現象が起こり,音波によってスタック両端に温度差が生じるので,冷却器として応用できる。また,音波の振動を利用して,発電することもできる。

【目次】
1 はじめに
2 進行波型と定在波型エンジン
3 水蒸気の利用
5 計算結果と考察
6 まとめ

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[ 機能材料マーケットデータ ]

半導体用ケミカルスの市場動向⑴
Market Trend of Semiconductor Chemicals (1)

 世界半導体市場統計(WSTS)によると,2017 年の世界半導体市場は前年からのプラスを引き継ぎ,+21.6%の大幅拡大となった。材料市場はデバイス市場を反映した動きとなったが,半導体製造装置市場は+37%となった。2018 年の半導体市場も世界の各地域において景況感が改善され,電子機器全般の半導体需要を背景に,2018 年春季予測では世界半導体市場の成長率を+12.4%と予測している。

【目次】
1 半導体市場動向
 1.1 世界の半導体市場
 1.2 世界の半導体製品別市場動向
 1.3 世界の半導体メーカー動向
 1.4 世界の半導体需要
 1.5 世界のファブレス半導体メーカー動向
 1.6 世界のファウンドリー企業動向
 1.7 日本の半導体メーカー動向
 1.8 半導体製造装置の市場
 1.9 半導体材料の市場
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