報告書番号

Q09007

タイトル（和文）

高温用超音波探触子材料の開発 -第1報：圧電材料の高温圧電特性評価-

タイトル（英文）

Development of high temperature ultrasonic probe material - Part 1 : Evaluations of high temperature piezoelectric properties of piezoelectric materials -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

高温用圧電材料の候補としてニオブ酸リチウム、チタン酸カルシウムビスマス、ランガサイト、リン酸ガリウムを選択して高温環境下での圧電特性及び試作した探触子の感度を評価した。ニオブ酸リチウム(以下、LN)は電気機械結合係数が大きく、また探触子の感度が高く、かつ650℃までの温度依存性及び650℃での経時変化が小さい。300℃から500℃でのLNの感度の上昇は機械的品質係数の温度依存性と同じ傾向であることより、機械的品質係数の大きい材料を開発することが材料開発指針の一つになる。また、チタン酸カルシウムビスマスの時間経過による電気機械結合係数及び感度の低下は昇温及び探触子の圧着による圧電性の緩和が原因である。最も感度の高いLN探触子でも既存のコンポジット探触子と比較して25dBほど低く、き裂の監視には感度の向上が必要である。以上より、4種類の圧電材料の中でLNの高温圧電特性が最も優れている一方で、探触子の高感度化が課題であることが判った。

概要 （英文）

The sensitive piezoelectric material for high temperature ultrasonic probe is required to monitor the equipment of thermal power plants. We evaluated the piezoelectric properties of lithium niobate, langasite, bismuth calcium titanate and the gallium phosphate at 650 degree by using an impedance analyzer. Then, we made the probes using the piezoelectric materials and evaluated the ultrasonic wave signal characteristics. It has been understood that the electromechanical coupling factor of the lithium niobate is larger than other piezo-electric materials in 26.5 % and steadier for 500 hours at 650 degree. It has been understood that the sensitivity of the lithium niobate probe is -27.3 dB at 650 degree which is higher than other probes, and steadier for 500 hours at 650 degree.

報告者

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