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ウィスカー

索引 ウィスカー

ウィスカー (Whisker) は、結晶表面からその外側に向けて髭状に成長した結晶である。ホイスカと表記することもある。 結晶の表面付近に圧縮応力が発生すると、その応力を緩和しようとして新たな結晶がもとの結晶の外側に向けて成長する。結晶成長の起点が小さく、連続的に成長し続ける傾向を持つことから非常に細長い髭状の単結晶が形成される。1 μm 程度の直径に対して 1 mm 以上の長さに達したものはウィスカー繊維と呼ばれ、アスベスト代替繊稚として断熱材などに用いられる人造結晶質繊維となる。 1940年代、電子機器における絶縁不良の原因として細長い髭状の金属が発見された。これは配線の表面に施されていたスズのめっき層からスズが髭状に成長したウィスカーであった。その後、スズに鉛を添加するとウィスカーの発生を抑制できることが見いだされ、このため2000年代前半まで多くの電子部品にはスズ鉛合金のめっきが施されていた。 2000年代に入り、RoHSなど電子機器の環境対応により、鉛フリーはんだをはじめとする鉛フリーの素材が使用されるようになると、再びウィスカーによる短絡が問題となってきた。2006年現在、鉛を使用しないウィスカー対策が研究されている。 ウィスカーは単結晶であるため、多結晶体から成る一般的な材料とは異なり結晶粒界などの構造的な欠陥が少なく、また不純物をほとんど含んでいないために強度が大きい。このため樹脂、金属、セラミックスなどの強度を大きくする添加剤として利用される。.

20 関係: はんだ単結晶多結晶不純物強度応力めっきスズセラミックス短絡石綿結晶金属鉛フリーはんだ電子部品RoHS樹脂洞毛2006年

はんだ

はんだ(半田、盤陀、)とは、はんだ付けに利用される鉛とスズを主成分とした合金である。金属同士を接合したり、電子回路で、電子部品をプリント基板に固定するために使われる。材質にも依るが、4 - 10 K程度で超伝導状態へと転移する。 2003年のRoHSなど環境保全の取り組みにおいて、鉛を含まない鉛フリーはんだ(無鉛はんだ)が使われることが多い。.

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単結晶

単結晶(たんけっしょう、single crystal, monocrystal)とは結晶のどの位置であっても、結晶軸の方向が変わらないものをいう。単結晶の集合体が多結晶である。多結晶中の個々の単結晶を結晶粒という。.

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多結晶

多結晶(たけっしょう、Polycrystalline)は、固体が多数の微小な単結晶すなわち微結晶(結晶粒、結晶子)から構成されていることを示す。多結晶の物体は、多結晶体(たけっしょうたい、Polycrystal)または単に多結晶と呼ばれる。多くの金属やセラミックスは多結晶体である。.

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不純物

不純物(ふじゅんぶつ)とは、ある物質に、それ以外の物質が僅かに含まれている場合、その本来の物質以外の別の物質のことを指す。不純物は欠陥の一種である。一般には、不純物の存在は、本来の物質の性質を損なうことになる場合が多く、通常は不純物をいかに取り除くかに多くの努力が費やされる。ただ、一方では逆に不純物を利用して、本来その物質が持っていなかった新しい性質を引き出し、産業上有用な物質となる場合もある。.

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強度

材料の強度(きょうど)あるいは強さ(つよさ)とは、その材料が持つ、変形や破壊に対する抵抗力を指す。 古くから経験的に把握されていた材料における強度の概念について最初に定量化を試みたのはレオナルド・ダ・ヴィンチであるが、彼の個人的なノートでの記述に限られていた。一般に公開された書物としては1638年に出版されたガリレオ・ガリレイの『新科学対話』における記述が最初である。18世紀に入ると引張試験や曲げ試験など様々な強度試験の方法が確立し、ステファン・ティモシェンコの確立した材料力学の考え方とともに建築分野や機械設計分野の基礎を支えていると一般のエンジニアには思われている。しかしながら、戦場の最前線のごとく、破損した材料の屍を築く領域や、永久には持たないならその寿命を工学的に管理するなど分野においては、破壊力学(靭性)的考え方を採用することも重要で、一般の人々の感覚に還元すると強度と靭性のバランスポイントがありそこが最も強度が高いという認識になる。 強度を表す指標は様々であり、材料の変形挙動の種類によって以下のように用語を使い分ける。; 降伏強さ; 引張強さ; 延性; 破壊エネルギー(靭性); 曲げ強度(抗折力); 硬度.

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応力

応力(おうりょく、ストレス、stress)とは、物体連続体などの基礎仮定を満たすものとする。の内部に生じる力の大きさや作用方向を表現するために用いられる物理量である。物体の変形や破壊などに対する負担の大きさを検討するのに用いられる。 この物理量には応力ベクトル と応力テンソル の2つがあり、単に「応力」といえば応力テンソルのことを指すことが多い。応力テンソルは座標系などを特別に断らない限り、主に2階の混合テンソルおよび混合ベクトルとして扱われる(混合テンソルについてはテンソル積#テンソル空間とテンソルを参照)。応力ベクトルと応力テンソルは、ともに連続体内部に定義した微小面積に作用する単位面積あたりの力として定義される。そのため、それらの単位は、SIではPa (N/m2)、重力単位系ではkgf/mm2で、圧力と同じである。.

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めっき

めっき(鍍、英語:Plating)は、表面処理の一種で、材料の表面に金属の薄膜を被覆すること、あるいはその方法を指す。狭義には液中でおこなう方法のみを言う。なお、各メディアや書籍において「メッキ」と片仮名で表記されることも少なくないため、外来語のように受け取られることもあるが、和製漢語とされる「滅金(めっきん)」に由来する語である。鍍金(ときん)ともいう。.

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スズ

(錫、Tin、Zinn)とは、典型元素の中の炭素族元素に分類される金属で、原子番号50の元素である。元素記号は Sn。.

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セラミックス

伊万里焼の皿 高電圧用セラミック碍子 セラミックスまたはセラミック(ceramic)とは、狭義には陶磁器を指すが、広義では窯業製品の総称として用いられ、無機物を加熱処理し焼き固めた焼結体を指す。金属や非金属を問わず、酸化物、炭化物、窒化物、ホウ化物などの無機化合物の成形体、粉末、膜など無機固体材料の総称として用いられている。伝統的なセラミックスの原料は、粘土や珪石等の天然物である。なお、一般的に純金属や合金の単体では「焼結体」とならないためセラミックスとは呼ばれない。.

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短絡

短絡(たんらく, Short circuit)は、電気回路の二点が相対的に低いインピーダンスで電気的に接続される状態。英語で短絡を意味する short circuit から「ショート」または「ショート回路」ともいう。「ショート」はこれの日本式省略である。 ここでは、事故による短絡に限定して述べる。.

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石綿

石綿 石綿 製品化された石綿、イタリア産 拡大した石綿 石綿(いしわた、せきめん、(アスベスト) (アスベストス))は、蛇紋石や角閃石が繊維状に変形した天然の鉱石で無機繊維状鉱物の総称。蛇紋石系(クリソタイル)と角閃石系(クロシドライト、アモサイトなど)に大別される。 ギリシア語の は「しない(ない)」という意味の と、「消化できる」という意味の から来ている。.

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結晶

結晶(けっしょう、crystal)とは原子や分子が空間的に繰り返しパターンを持って配列しているような物質である。より厳密に言えば離散的な空間並進対称性をもつ理想的な物質のことである。現実の物質の大きさは有限であるため、そのような理想的な物質は厳密には存在し得ないが、物質を構成する繰り返し要素(単位胞)の数が十分大きければ(アボガドロ定数個程度になれば)結晶と見なせるのである。 この原子の並びは、X線程度の波長の光に対して回折格子として働き、X線回折と呼ばれる現象を引き起こす。このため、固体にX線を当てて回折することを確認できれば、それが結晶していると判断できる。現実に存在する結晶には格子欠陥と呼ばれる原子の配列の乱れが存在し、これによって現実の結晶は理想的な性質から外れた状態となる。格子欠陥は、文字通り「欠陥」として物性を損ねる場合もあるが、逆に物質を特徴付けることもあり、例えば、一般的な金属が比較的小さな力で塑性変形する事は、結晶欠陥の存在によって説明される。 準結晶と呼ばれる構造は、並進対称性を欠くにもかかわらず、X線を回折する高度に規則的な構造を持っている。数学的には高次元結晶の空間への射影として記述される。また、液晶は3次元のうちの一つ以上の方向について対称性が失われた状態である。そして、規則正しい構造をもたない物質をアモルファス(非晶質)と呼び、これは結晶の対義語である。.

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金属

リウム の結晶。 リチウム。原子番号が一番小さな金属 金属(きんぞく、metal)とは、展性、塑性(延性)に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ物質の総称である。水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される。 単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある。周期表において、ホウ素、ケイ素、ヒ素、テルル、アスタチン(これらは半金属と呼ばれる)を結ぶ斜めの線より左に位置する元素が金属元素に当たる。異なる金属同士の混合物である合金、ある種の非金属を含む相でも金属様性質を示すものは金属に含まれる。.

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鉛(なまり、lead、plumbum、Blei)とは、典型元素の中の金属元素に分類される、原子番号が82番の元素である。なお、元素記号は Pb である。.

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鉛フリーはんだ

鉛フリーはんだ(なまりフリーはんだ、Lead-free solder alloy)または無鉛はんだ(むえんはんだ)とは、鉛をほとんど含まないはんだの総称。 JIS Z 3282(はんだ−化学成分及び形状)では11種の合金系に区分され、さらに成分比により合計21種類となっている。.

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電子部品

電子部品(でんしぶひん、electronic component)とは、電子回路の部品のことである。.

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RoHS

RoHS(ロス)は、電子・電気機器における特定有害物質の使用制限についての欧州連合(EU)による指令である。2003年2月13日にWEEE指令と共に公布され、2006年7月1日に施行された。2011年7月1日には改正指令が公布され、同年7月21日に発効。旧指令は2013年3月1日に失効している。.

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樹脂

樹脂(じゅし、resin レジン).

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洞毛

ネコの洞毛(目の上にもある) 洞毛(どうもう)、あるいは血洞毛(けつどうもう)は、哺乳類の、主に口吻にある、毛状の感覚器官。洞毛に対し、通常の毛を体毛と呼ぶ。一般にはヒゲと呼ぶが、ヒトのヒゲは洞毛ではなく体毛である。触毛・震毛とも呼ぶが、この場合、哺乳類の洞毛に限定せず、生物の毛状の感覚器官全般を指す。.

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2006年

この項目では、国際的な視点に基づいた2006年について記載する。.

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