Кенджи Учино
Кенджи Учино | |
---|---|
Рожденный | Кенджи Учино 3 апреля 1950 г. Токио, Япония |
Национальность | Американский |
Награды | Премия за адаптивные конструкции Американского общества инженеров-механиков (2005 г.) Премия UFFC за признание сегнетоэлектриков, IEEE (2013) Международная керамическая премия Глобальной академии керамики (2016). Заслуженный лектор Общества IEEE UFFC (2018 г.) |
Академическое образование | |
Образование | Бакалавр наук, физика Магистр физической электроники Кандидат физических наук, физическая электроника MBA, Бизнес-администрирование |
Альма-матер | Токийский технологический институт Университет Святого Франциска |
Академическая работа | |
Учреждения | Государственный университет Пенсильвании |
Кенджи Учино — американский инженер-электронщик, физик, учёный, изобретатель и руководитель отрасли. В настоящее время он является профессором электротехники в Университете штата Пенсильвания , где он также руководит Международным центром приводов и преобразователей в Институте исследования материалов. [ 1 ] Он бывший заместитель директора (посол ВМС США в Японии) в Управлении военно-морских исследований США – Глобальном Токийском офисе. [ 2 ]
Учино провел обширные исследования в области физики твердого тела, уделяя особое внимание сегнетоэлектрикам и пьезоэлектрикам . [ 3 ] Он является одним из пионеров в области пьезоэлектрических приводов и электрооптических дисплеев, а также изобретателем таких тем, как электрострикционные материалы на основе ниобата свинца-магния (PMN), многослойные пьезоэлектрические актуаторы с совместным сжиганием, превосходная электромеханическая связь монокристаллов релаксор-PbTiO_3, магнитоэлектрические ламинированные композитные датчики. , керамика с памятью формы и микроультразвуковые двигатели. [ 4 ] Результатом работы Учино стало более 584 исследовательских работ, более 78 книг и 33 патента в области керамических приводов. [ 5 ]
Учино является членом IEEE. [ 6 ] и Американского керамического общества и старший член Национальной академии изобретателей . [ 7 ] С 1987 по 2014 год он возглавлял комитет по изучению интеллектуальных актуаторов/сенсоров в Японии. Учино является главным редактором журнала Insight-Material Science и заместителем главного редактора журнала Actuators. [ 8 ]
Ранняя жизнь и образование
[ редактировать ]Учино родился в Токио в 1950 году и вырос в Хиросиме . [ 9 ] Он учился в Токийском технологическом институте в Японии и получил степень бакалавра наук. получил степень по физике в 1973 году. Затем он получил степень магистра и доктора философии. степень в области физической электроники в 1975 и 1981 годах соответственно. В 2008 году он получил степень MBA в Университете Святого Франциска . [ 1 ]
Карьера
[ редактировать ]Учино преподавал в качестве доцента в Токийском технологическом институте и Университете штата Пенсильвания с 1976 по 1985 год, а затем поступил в Софийский университет в Японии в качестве доцента физики. В 1991 году он был назначен Университетом штата Пенсильвания профессором Института электротехники и исследований материалов. Учино был назначен директором-основателем Международного центра приводов и преобразователей в 1992 году. С 2018 по 2020 год он работал профессором с отличием в колледже Шрейера с отличием при Университете штата Пенсильвания. [ 10 ]
Учино был назначен постоянным аудитором Tokyo Savor Electronics Co. в 1990-х годах. Он также работал заместителем директора лаборатории системных технологий в корпорации NF в Японии. [ 1 ] Он также был основателем, старшим вице-президентом и техническим директором Micromechatronics Inc., Государственный колледж. [ 2 ]
С 2010 по 2014 год он занимал должность заместителя директора азиатского офиса Office of Naval Research-Global в Японии. [ 1 ]
Исследовать
[ редактировать ]Учино — один из пионеров в области пьезоэлектрических приводов и электрооптических дисплеев. Он проводил исследования в области физики твердого тела, уделяя особое внимание сегнетоэлектрикам и пьезоэлектрикам, а также разработке приложений твердотельных актуаторов для прецизионных позиционеров, ультразвуковых двигателей, интеллектуальных структур, пьезоэлектрических преобразователей и сбора энергии.
Разработка материалов
[ редактировать ]Учино вместе со своей командой первым обнаружил гигантский электрострикционный эффект в релаксорных сегнетоэлектрических материалах на основе ниобата свинца-магния. Его открытие привело к буму «умных приводов». [ 11 ] Он также внес значительный вклад в выращивание монокристаллов материалов для пьезоэлектрических преобразователей и является одним из первооткрывателей самого высокого коэффициента электромеханического взаимодействия (95%) в монокристаллах ниобата свинца-цинка-титаната свинца. [ 12 ]
Учино сообщил о существовании критического размера частиц, ниже которого вся сегнетоэлектрическая керамика теряет сегнетоэлектричество. Его работа привела к началу последующих исследований в области микро/нанотехнологий в области сегнетоэлектриков, особенно в области тонких пленок. [ 13 ]
Учино внес вклад в фундаментальную феноменологию релаксорных сегнетоэлектриков и предложил модифицированный закон Кюри-Вейсса в начале 1980-х годов. [ 14 ]
Учино открыл «фотострикционный эффект» [ 15 ] и, объединив фотоэлектрический эффект и пьезоэлектричество, он изобрел фотоприводные приводы. Он исследовал основные керамические составы в цирконате-титанате свинца, легированном La (PLZT). [ 16 ]
Учино также работал над пьезокерамикой с высокой плотностью мощности и разработал новую методологию измерения трех потерь по отдельности в пьезоэлектриках. [ 17 ] Он также разработал практические мощные пьезоматериалы с максимальной скоростью вибрации. [ 18 ]
Проектирование устройств
[ редактировать ]Учино предложил основную идею многослойных приводов совместного зажигания в конце 1970-х годов, что привело к массовому производству пьезоэлектрических многослойных приводов корпорацией NEC. Он также является изобретателем приводов Cymbal. [ 19 ] которые состоят из тонкого многослойного пьезоэлектрического элемента и двух металлических торцевых крышек с узкими полостями в форме тарелок, склеенных между собой. [ 20 ]
В сотрудничестве с корпорацией Denso в Японии Учино работал над сбором пьезоэлектрической энергии с помощью преобразователей тарелок из вибрации двигателя автомобиля. [ 21 ] Его работа была отмечена премией изобретателя от Центра энергосберегающих материалов и систем.
Учино также работал над компактными ультразвуковыми двигателями с минимальным количеством компонентов. Его первоначальная конструкция состояла всего из двух основных компонентов и гарантировала снижение себестоимости производства и повышение эффективности и надежности производства. [ 22 ] Он объединил магнитострикторные и пьезоэлектрические материалы и является одним из пионеров магнитоэлектрических устройств. [ 23 ]
Техники вождения/управления
[ редактировать ]Учино сообщил об анализе переходной вибрации, генерируемой пьезоэлектрическим приводом после подачи импульсного напряжения. [ 24 ] Он предложил идею мониторинга исправности пьезоэлектрических актуаторов с использованием АЭ-мониторинга и/или внутренних электродов тензодатчикового типа. В основу своей идеи он положил механизмы распространения трещин в многослойных пьезоактюаторах. [ 25 ]
Учино разработал понижающие преобразователи для решения проблемы схемы сбора энергии для реализации пьезоэлектрических систем сбора энергии. [ 26 ]
Награды и почести
[ редактировать ]- 1987 - Премия за лучшую бумагу, Японское общество контроля давления масла и воздуха
- 1993 г. - Почетный член КЕРАМОС.
- 1997 - член Американского керамического общества.
- 2005 - Премия за адаптивные конструкции, Американское общество инженеров-механиков. [ 27 ]
- 2007 - Премия «100 исследований и разработок» [ 28 ]
- 2007 - Премия за внедрение умных продуктов, Общество инженеров фотооптических приборов
- 2008 - Премия за выдающуюся академическую книгу за «Микромеханику», Японское общество прикладной электромагнетики и механики.
- 2010 - Премия редакционного совета за пожизненный вклад в редакционную коллегию Японского журнала прикладной физики Японского общества прикладной физики.
- 2011 - Премия за выдающиеся исследования, Общество выпускников инженерных специальностей штата Пенсильвания [ 29 ]
- 2011 - Премия изобретателя за «Пьезоэлектрическую систему сбора энергии», Центр материалов и систем сбора энергии, Технологический институт Вирджинии. [ 30 ]
- 2012 — член IEEE.
- 2013 — Премия признания, IEEE/UFFC сегнетоэлектрики. [ 31 ]
- 2016 – Международная керамическая премия, Глобальная академия керамики. [ 32 ]
- 2017 г. - Заслуженный лектор Общества IEEE UFFC. [ 33 ]
- 2019 - Премия Вильгельма Р. Бюссема, Центр диэлектриков и пьезоэлектриков, Университет штата Пенсильвания [ 34 ]
Библиография
[ редактировать ]Избранные книги
[ редактировать ]- Пьезоэлектрические приводы и ультразвуковые двигатели (1997) ISBN 9780792398110
- Сегнетоэлектрические устройства (2000) ISBN 9780585392264 2-е издание (2010 г.) ISBN 9781439803752
- Микромехатроника (2003) ISBN 9780824741099 2-е издание (2020 г.) ISBN 9780367202316
- FEM и микромехатроника с программным обеспечением ATILA (2008 г.) ISBN 9781420058796
- Мощные пьезоэлектрики и механизмы потерь (2020) ISBN 9780367540692
- Предпринимательство для инженеров (2009) ISBN 9781439800669
- Глобальный кризис и технологии устойчивого развития (2017) ISBN 9789813142312
Избранные статьи
[ редактировать ]- Учино К. и Номура С. (1982). Критические показатели диэлектрической проницаемости в кристаллах диффузного фазового перехода. Сегнетоэлектрики, 44(1), 55–61.
- Учино К., Саданага Э. и Хиросе Т. (1989). Зависимость кристаллической структуры от размера частиц в титанате бария. Журнал Американского керамического общества, 72 (8), 1555–1558.
- Кувата Дж., Учино К. и Номура С. (1982). Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства монокристаллов 0,91 Pb (Zn1/3Nb2/3) O3-0,09 PbTiO3. Японский журнал прикладной физики, 21(9R), 1298.
- Рю Дж., Каразо А.В., Учино К. и Ким Х.Э. (2001). Магнитоэлектрические свойства в пьезоэлектрических и магнитострикционных слоистых композитах. Японский журнал прикладной физики, 40(8R), 4948.
- Рю Дж., Прия С., Учино К. и Ким Х.Э. (2002). Магнитоэлектрический эффект в композитах магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов. Журнал электрокерамики, 8(2), 107–119.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д «Кендзи Утино» . Департамент материаловедения и инженерии штата Пенсильвания . 14 октября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Кендзи Утино – Пенсильванский государственный университет» . 4 мая 2018 г.
- ^ «Кендзи . Утино »
- ^ «Проф. доктор Кенджи Утино, магистр делового администрирования, доктор философии». (PDF) .
- ^ «Изобретения, патенты и патентные заявки Кенджи Учино - Поиск патентов Justia» . патенты.justia.com .
- ^ «Учино из области электротехники назван научным сотрудником IEEE | Университет штата Пенсильвания» . news.psu.edu .
- ^ «Преподаватели штата Пенсильвания избраны старшими членами Национальной академии изобретателей | Университет штата Пенсильвания» . news.psu.edu .
- ^ «Проф. доктор Кенджи Утино назначен заместителем главного редактора журнала «Приводы»» . www.mdpi.com .
- ^ Собственный корреспондент (23 ноября 2015 г.). «Индия на пути устойчивого роста: Кенджи Учино» . Индус – через www.thehindu.com.
- ^ «Инженерное дело штата Пенсильвания: Учино - один из трех факультетов инженерного колледжа, получивших звание факультета с отличием» . www.eecs.psu.edu .
- ^ Утино, Кенджи (17 апреля 1986 г.). «ЭЛЕКТРОСТРИКЦИОННЫЕ ПРИВОДЫ: МАТЕРИАЛЫ И ПРИМЕНЕНИЕ» . Бюллетень Американского керамического общества . 65 : 647–652 – через pennstate.pure.elsevier.com.
- ^ Кувата, Джун; Утино, Кенджи; Номура, Шойчиро (1982). «Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства монокристаллов 0,91Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0,09PbTiO3» . Японский журнал прикладной физики . 21 (9): 1298–1302. Бибкод : 1982JaJAP..21.1298K . дои : 10.1143/JJAP.21.1298 . S2CID 122981302 .
- ^ Утино, Кенджи; Саданага, Эйдзи; Хиросе, Терукиё (17 декабря 1989 г.). «Зависимость кристаллической структуры от размера частиц в титанате бария» . Журнал Американского керамического общества . 72 (8): 1555–1558. doi : 10.1111/j.1151-2916.1989.tb07706.x – через онлайн-библиотеку Wiley.
- ^ Утино, Кенджи; Номура, Шойчиро (1 апреля 1982 г.). «Критические показатели диэлектрической проницаемости в кристаллах диффузного фазового перехода» . Сегнетоэлектрики . 44 (1): 55–61. Бибкод : 1982Fer....44...55U . doi : 10.1080/00150198208260644 – через Тейлора и Фрэнсиса+NEJM.
- ^ Утино, Кенджи; Айзава, Мотоя; Номура, покойный Сёитиро (1 июня 1985 г.). «Фотострикционный эффект в (Pb,La)(Zr,Ti)O3» . Сегнетоэлектрики . 64 (1): 199–208. Бибкод : 1985Fer....64..199U . doi : 10.1080/00150198508018721 – через Тейлора и Фрэнсиса+NEJM.
- ^ Чу, Шэн-Юань; Йе, Чжоу; Утино, Кенджи (1 января 1994 г.). «Влияние примесей на фотострикцию в керамике PLZT» . Материалы с улучшенными эксплуатационными характеристиками . 1 (2): 129–143. дои : 10.1007/BF00713727 . S2CID 136796241 — через Springer Link.
- ^ «Механизмы потерь в пьезоэлектрике: как измерить разные потери по отдельности» .
- ^ «Мощные пьезоэлектрики и механизмы потерь» .
- ^ Сугавара, Ютака; Оницука, Кацухико; Ёсикава, Сёко; Сюй, Цичан; Ньюнхэм, Роберт Э.; Утино, Кенджи (17 декабря 1992 г.). «Металло-керамические композитные актуаторы» . Журнал Американского керамического общества . 75 (4): 996–998. doi : 10.1111/j.1151-2916.1992.tb04172.x – через онлайн-библиотеку Wiley.
- ^ Доган, А.; Фернандес, Дж. Ф.; Учино, К.; Ньюнхэм, RE (17 августа 1996 г.). «Электромеханический привод «Тарелка»» . ИСАФ '96. Труды десятого Международного симпозиума IEEE по применению сегнетоэлектриков . Том. 1. С. 213–216 т.1. дои : 10.1109/ISAF.1996.602737 . ISBN 0-7803-3355-1 . S2CID 108877624 – через IEEE Xplore.
- ^ Ким, Хён У; Батра, Амит; Прия, Шашанк; Утино, Кенджи; Маркли, Дуглас; Ньюнхэм, Роберт Э.; Хофманн, Хит Ф. (2004). «Сбор энергии с использованием пьезоэлектрического преобразователя «тарелки» в динамической среде» . Японский журнал прикладной физики . 43 (9А): 6178–6183. Бибкод : 2004JaJAP..43.6178K . дои : 10.1143/JJAP.43.6178 . S2CID 108574901 .
- ^ Учино, Кенджи (1998). «Пьезоэлектрические ультразвуковые двигатели: Обзор» . Умные материалы и конструкции . 7 (3): 273–285. Бибкод : 1998SMaS....7..273U . дои : 10.1088/0964-1726/7/3/002 . S2CID 250904065 .
- ^ Рю, Чонхо; Прия, Шашанк; Утино, Кенджи; Ким, Хён-И (1 августа 2002 г.). «Магнитоэлектрический эффект в композитах магнитострикционных и пьезоэлектрических материалов» . Журнал электрокерамики . 8 (2): 107–119. дои : 10.1023/А:1020599728432 . S2CID 55935067 — через Springer Link.
- ^ Сугияма, Сигетака; Учино, Кенджи (17 декабря 1986 г.). «Импульсный метод управления пьезоэлектрическими актуаторами» . Шестой международный симпозиум IEEE по применению сегнетоэлектриков . стр. 637–640. дои : 10.1109/isaf.1986.201223 . S2CID 109595309 – через pennstate.pure.elsevier.com.
- ^ Фурута, Ацуши; Утино, Кенджи (17 декабря 1993 г.). «Динамическое наблюдение распространения трещин в многослойных пьезоэлектрических актуаторах» . Журнал Американского керамического общества . 76 (6): 1615–1617. doi : 10.1111/j.1151-2916.1993.tb03950.x – через онлайн-библиотеку Wiley.
- ^ «Динамическое наблюдение распространения трещин в многослойных пьезоэлектрических актуаторах» .
- ^ «Премия за адаптивные конструкции и материальные системы» . www.asme.org .
- ^ «Архив победителей премии R&D 100» . Мир исследований и разработок .
- ^ «Penn State Engineering: прошлые лауреаты наград» . www.engr.psu.edu .
- ^ «Центр энергосберегающих материалов и систем проведет международную конференцию в Роаноке» . www.vtnews.vt.edu .
- ^ «Премия признания сегнетоэлектриков» .
- ^ «Всемирная академия керамики» . www.waceramics.org .
- ^ «Доклады выдающихся преподавателей» .
- ^ «Премия Бюссема» . 14 октября 2022 г.
- Члены IEEE
- Живые люди
- Американские инженеры-электронщики
- 1950 рождений
- Преподаватели Пенсильванского государственного университета
- Выпускники Токийского технологического института
- Выпускники Университета Святого Франциска
- Японские эмигранты в США
- Инженеры из Токио
- Американские ученые японского происхождения
- Американские учёные азиатского происхождения