時分割中性子回折を用いた駆動中の圧電素子の評価

Evaluation of piezoelectric actuator using time-resolved neutron diffraction

川崎 卓郎   ; 稲村 泰弘  ; 伊藤 崇芳*; 中谷 健 ; Harjo, S.   ; Gong, W.; 岩橋 孝明; 相澤 一也  

Kawasaki, Takuro; Inamura, Yasuhiro; Ito, Takayoshi*; Nakatani, Takeshi; Harjo, S.; Gong, W.; Iwahashi, Takaaki; Aizawa, Kazuya

近年、動的な環境下に置かれた物質の状態を探るために様々な時分割測定技術が開発されている。J-PARCの中性子装置ではイベント記録方式が採用されているが、最近、この特徴を活かした時分割測定技術が開発された。我々はこの技術を適用した物質・材料研究の対象として、動的な電場に対する圧電材料の応答に着目した。PZT等に代表される圧電材料は印可された電場によって格子ひずみやドメインの回転などミクロな変化に起因するマクロな変形を生じ、アクチュエータやセンサなどへ広く利用されている。実用大の材料内部で起こる微視的な変化に関して、材料全体の平均的な情報を捉えるためには、ゲージ体積を大きくとれ、物質に対する透過能の高い中性子は最適なプローブである。今回、我々は工学材料回折装置「匠」を用いて、周期的な電場によって駆動する積層型圧電アクチュエータの評価を試みた。その結果、電場条件によって分割された中性子回折パターンにおいて、各電場条件での格子ひずみとドメインの配向度の変化を示すピークシフトと強度変化を観測した。発表では、測定システムの概要も含めて報告する。

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