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書籍情報
本書は初学者向けに以下の方針でまとめられている．
①代表的な圧電セラミックスの特性は，圧電縦効果，圧電横効果，圧電せん断効果の圧電定数d33,d31,d15に集約されることを理解する．②圧電d定数の求め方を理解する．③圧電d定数による製品設計の基本的な考え方を理解する．④圧電共振現象を理解する(機械的品質係数Qmの意味)．⑤圧電デバイスの設計で「積層化」する意味を理解する．⑥｢材料力学」と「圧電効果」を組み合わせたデバイス設計方法を理解する(基板材と圧電体を複合化させたデバイスの曲げ変形による設計方法)．⑦圧電材料とデバイスの技術史を通じて圧電製品について理解を深める．
本文の途中に例題を配し，理解を一層深められるよう解答を掲載．さらにコラムを載せて種々の製品における圧電素子の役割や技術者の圧電デバイス開発にまつわるエピソードを紹介し，圧電材料の勉学に興味をもって取り組めるよう工夫した．（「序文」より） |
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圧電材料の基礎と応用
原理・構造・デバイス
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| A5／176頁 定価（本体3000円＋税） 978-4-7536-5052-1
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| 成田史生（博士（工学））／川上祥広（博士（工学）） 著 |
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 目 次 |
第1章 圧電材料の発見と応用の歴史
1.1 身近なところで使用されている圧電材料とデバイス
1.2 圧電現象の発見と圧電材料
1.3 圧電材料のデバイス応用
1.3.1 水中音響デバイスへの応用
1.3.2 通信分野への応用 参考文献 コラム1.1
コラム1.2
コラム1.3 例題1.1
第2章 圧電体の微視構造
2.1 結晶系
2.2 強誘電体
2.3 分極
2.3.1 双極子と分域
2.3.2 分極電荷と自由電荷
2.3.3 分極と電場
2.3.4 相転移とキュリー温度
2.3.5 分極回転
2.4 結晶体
2.4.1 多結晶の分極
2.4.2 ひずみと電場
2.4.3 分極処理
2.4.4 ドメインエンジニアリング 参考文献 コラム2.1
第3章 力学場と電場の相互作用
3.1 電束密度と電場
3.2 応力とひずみ
3.3 構成方程式
3.4 電気力学場と電気力学特性
3.4.1 結晶族と特性
3.4.2 弾性特性
3.4.3 一次元問題
3.5 支配方程式
3.5.1 準静電場
3.5.2 力学場
3.5.3 連成問題の微分方程式と境界条件
3.6 電気機械結合係数 参考文献 コラム3.1 例題3.1
例題3.2
例題3.3
例題3.4
例題3.5
第4章 圧電振動
4.1 振動モード
4.1.1 長さ振動
4.1.2 縦振動
4.1.3 厚みすべり振動
4.2 誘電損失と機械的品質係数
4.3 電気的等価回路 参考文献 コラム4.1
コラム4.2 コラム4.3 例題4.1
例題4.2
例題4.3
例題4.4
例題4.5
第5章 圧電材料
5.1 単結晶
5.1.1 水晶
5.1.2 ニオブ酸リチウム
5.2 セラミックス
5.2.1 チタン酸バリウム
5.2.2 チタン酸ジルコン酸亜鉛
5.3 高分子材料
5.3.1 ポリフッ化ビニリデン系
5.3.2 ポリ乳酸系
5.4 鉛フリー圧電セラミックス
5.5 ウルツ鉱型構造
5.5.1 酸化亜鉛
5.5.2 窒化アルミニウム
5.6 材料のまとめ
5.7 圧電材料のデバイス応用 参考文献 コラム5.1
コラム5.2
コラム5.3
コラム5.4
コラム5.5
コラム5.6
コラム5.7
第6章 積層効果
6.1 積層型圧電体
6.1.1 ブロッキング力とフリーストローク
6.1.2 積層型圧電体の引張-圧縮とせん断
6.2 圧電積層板の曲げ
6.3 積層はりの曲げ理論
6.3.1 合力，合モーメントおよび電束密度
6.3.2 たわみ曲線の微分方程式
6.3.3 曲げ誘起電荷
6.4 曲げアクチュエータ
6.4.1 バイモルフ
6.4.2 ユニモルフ
6.5 曲げセンサ 参考文献 コラム6.1
コラム6.2
コラム6.3
コラム6.4 コラム6.5 例題6.1
例題6.2
例題6.3
例題6.4
第7章 圧電効果のデバイス応用
7.1 正圧電効果による生成電圧
7.2 振動発電技術への応用
7.2.1 発電エネルギー
7.2.2 振動発電デバイスの曲げ応力
7.2.3 曲げ応力と生成電圧の関係
7.2.4 曲げ変形による発電エネルギー
7.2.5 インピーダンスマッチング 参考文献 コラム7.1
コラム7.2
コラム7.3 例題7.1
例題7.2
例題7.3
例題7.4
例題7.5
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