日工の技術雑誌

超音波テクノ 2019年3-4月号
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U1903-04

超音波テクノ 2019年3-4月号

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■特集 未来につなげる超音波技術1
○音超音波モータの30年とこれから
/東京工業大学/中村 健太郎
現在実用化されている超音波モータの研究開発は1980年前後に始められた。その後、カメラの自動焦点合わせを中心に、顕微鏡ステージや半導体製造装置、ロールカーテンなどへの応用が進められ、さまざまな方式が開発された。今後はロボットやパワースーツ、医用機器などがターゲットとなるが、課題も残されている。超音波モータの30年の歩みと今後の展望について述べる。

○これからの超音波洗浄
/(株)カイジョー/長谷川 浩史
現在、幅広い分野で活用されている超音波洗浄であるが、本稿では、その特徴と現状の課題、及び今後の超音波洗浄について紹介する。

○超音波探傷検査(非破壊検査)の発展の経緯・現状と展望
/(元)出光エンジニアリング(株)/四辻 美年
現在、超音波探傷検査は、石油精製、石油化学プラント、原子力および電力等のあらゆる分野で適用されており、装置産業において、設備の信頼性の確保に不可欠な非破壊検査技術である。そこで、その超音波の発見から、発展の経緯、現状および今後の展望についてまとめている。

■特集 強力超音波による金属の結晶組織の制御1
○超音波援用マイクロ塑性加工における素材変形促進
/首都大学東京/楊 明
本稿では、超音波振動子などの振動を利用して高密度エネルギーを付加することにより、素材の金型と接触する表面局部に限定した材料変形を誘起し、これを適用した低荷重かつ高精度なマイクロ鍛造および高い精度の表面矯正を実現した超音波援用マイクロ塑性加工プロセスを紹介する。

○超音波濡れ性改善効果を利用するセラミックス強化材の複合化
/豊田工業大学/恒川 好樹
超音波による濡れ性改善は、強制濡れと接触角のヒステリシスに起因する。強化材の金属溶湯との複合化に超音波を利用すると、無加圧でも未溶浸欠陥なしの複合化が、また、短時間の溶湯撹拌でガス欠陥を含まない複合化を実現できる。

○過共晶Al-Si合金へのソノ凝固によるヘテロ組織創成
/豊田工業大学/恒川 好樹
過共晶Al-Si合金のソノ凝固を液相線温度直上から行い、共晶温度域まで続けると、液相線温度付近で初晶Siの異質核が多数発生し、共晶温度域で粒状の非平衡α-Al相が晶出する。硬い微細初晶Si粒と延性α-Al相から成るヘテロ組織は、強度と延性を両立させる。

○アルミニウム系鋳造合金の凝固結晶組織を制御する方法
/(国研)物質・材料研究機構/大澤 嘉昭
Al系鋳造合金溶湯に超音波振動を付加すると、凝固結晶粒を微細化できる。これは、凝固時の振動付加で初晶の核生成が促進されるためと思われる。大きな鋳塊を創製するためAl系鋳造合金の超音波振動付加連続鋳造法を試みた。

■解説
〔物性・評価〕
○顕微ブリルアン散乱法による薬剤の液体、非晶質、結晶多形についての音波物性の研究
/筑波大学/小島 誠治
抗炎症薬のインドメタシンについて、その液体、ガラス状態、結晶多形に関連する音速や弾性定数を広い温度範囲で調べた。測定には、非接触・非破壊で微小試料の弾性的な性質がわかる顕微ブリルアン散乱法を用いた。

〔非破壊検査〕
○水浸高調波法を用いた溶射皮膜の厚さ測定と内部散乱波源の可視化
/(有)超音波材料診断研究所/川嶋 紘一郎/富士岐工産(株)/坂田 一則・細川 勝彦・田籠 康児・石原 智行
従来のスパイク波入射に代え,大振幅正弦波バースト波を入射しアナログハイパスフィルタを使用し入射周波数の整数倍の高調波を抽出する高調波画像化法を用いて、Ni基自溶合金溶射皮膜の厚さを測定するとともに再熱処理前後の皮膜内散乱源の分布を可視化した。局部共振周波数は皮膜厚さとともに線形に変化することが確認された。

〔医用超音波〕
○Bi4Ti3O12/絶縁体による非鉛ゾルゲル複合体超音波トランスデューサ
/熊本大学/小林 牧子・野澤 勝平・岡田 一希
カプラントおよびバッキング不要なゾルゲル複合体よる超音波トランスデューサは高温超音波測定応用において有望であるが、PZTゾルゲル相を組み合わせたゾルゲル複合体はゾルゲル相の鉛成分が問題となる可能性がある。そこでBiT圧電粉体と非鉛高温絶縁材料である酸化チタンゾルゲル相ならびに酸化アルミニウムゾルゲル相を組み合わせたBiT/TiO2ならびにBiT/Al2O3による超音波トランスデューサを作製したところ、室温でも効率的に分極が行われ、高温特性にも悪影響を及ぼしていなことが確認され、この組み合わせも有効であることが確認された。

○散乱特性解析による生体構造評価におけるアニュラアレイの適用
/千葉大学/山口 匡
高周波超音波を用いた生体イメージングに高い効果を発揮するアニュラアレイを組織性状診断に適用することを試みた。ファントムおよびラット肝臓について、媒質の散乱特性を評価可能な振幅包絡統計解析と後方散乱係数解析を行った結果、アニュラアレイのフォーカシング効果によって解析精度が向上することを確認した。

○赤血球凝集度の超音波推定時における種々のパラメータの影響
/首都大学東京/佐藤 隆幸・花田 洋輔・渡邊 祥
当研究では、ヒト赤血球と直径および凝集性において近いブタ赤血球の凝集度の制御にデキストランを用い、5種類のヘマトクリットと2種類の温度という条件を与え、我々がこれまで赤血球凝集度を推定するための指標として検討を重ねてきた反射スペクトルのピーク周波数を調査した。本稿では、これらの結果と以前確認した光学顕微鏡による測定した結果との関連について調査した結果を紹介する。

○ベイズ推論に基づく超音波エコーからの生体組織散乱体分布の復元
/首都大学東京/田川 憲男・祝 婧
超音波による生体画像には、組織内の細かな散乱体からの反射波が干渉して生成されるスペックルが頻繁に観察される。本稿では、組織性状の新たな指標の獲得を目指し、スペックルから微小散乱体の分布情報を復元する手法を紹介する。

○超音波画像を用いた大腸内部に貯留する便の評価
/熊本大学/田邉 将之・冨原 香菜子/福井大学/四谷 淳子
便秘や下痢などの排便障害に対するケアへの応用を目的として、超音波診断装置を用いて下行結腸部の超音波画像を取得し、貯留する便の硬さおよびガスの有無の判別を試みた。本稿では、その一部を紹介する。

〔ソノケミストリー〕
○水中プラズマ反応場を用いた化学反応
/東北大学/水越 克彰
水中の局所的な高エネルギー反応場という点で、水中のプラズマと高出力超音波の照射で発生する超音波反応場は共通している。本稿では、筆者らの実験結果を例示し、両反応場の類似点と相違点について紹介する。

〔強力超音波の応用〕
○ハイブリッド固相接合法による厚肉アルミニウムの接合(第1報)
/ソノヤラボ(株)/園家 啓嗣
ハイブリッド固相接合装置を開発し、厚肉丸棒形状やパイプ形状のアルミニウム及びその合金を大気中で短時間に少ない変形量で接合させることができるようになった。本稿では、接合面の表面処理の違いによっては接合強度が変わる場合があるので、接合面状態の接合強度への影響を調べたので紹介する。

■連載
○超音波接合の基礎とその応用 第4回
超音波接合技術
/ソノヤラボ(株)/園家 啓嗣

■製品紹介
○シングアラウンド式音速測定装置 UVM-2
/超音波工業(株)/三枝 福徳

■研究室紹介
○筑波大学 音響システム研究室
/筑波大学/水谷 孝一・若槻 尚斗・海老原 格・前田 祐佳・善甫 啓一

○創価大学 理工学部 伊与田研究室
/創価大学/伊与田 健敏

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