閻 紀旺 (ヤン ジワン)

Yan, Jiwang

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所属(所属キャンパス)

理工学部 機械工学科 (矢上)

職名

教授

HP

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総合紹介 【 表示 / 非表示

  • 高付加価値型ものづくりを実現するための、マイクロ・ナノ領域での材料除去・変形および物性制御に基づく高精度・高効率・省エネ・省資源の加工技術の研究開発に取り組んでいる。特に超精密機械加工、マイクロ・ナノ構造形成、レーザ加工・欠陥修復などを中心に新技術の提案ならびにその原理の解明を進めている。

経歴 【 表示 / 非表示

  • 2000年04月
    -
    2001年09月

    東北大学工学研究科助手

  • 2001年10月
    -
    2005年03月

    北見工業大学助教授

  • 2005年04月
    -
    2007年03月

    東北大学工学研究科助教授

  • 2007年04月
    -
    2012年03月

    東北大学工学研究科准教授

  • 2008年02月
    -
    2008年04月

    シドニー大学日本学術振興会特定国派遣研究者

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学歴 【 表示 / 非表示

  • 1991年07月

    吉林大学, 工学部, 機械工学科

    大学, 卒業

  • 1994年03月

    吉林大学, 工学研究科, 機械工学専攻

    大学院, 修了, 修士

  • 1996年01月

    清華大学, 工学研究科, 精密機械学専攻

    大学院, 退学, 博士

  • 2000年03月

    東北大学, 工学研究科, 機械電子工学専攻

    大学院, 修了, 博士

学位 【 表示 / 非表示

  • 博士(工学), 東北大学, 課程, 2000年03月

 

研究分野 【 表示 / 非表示

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 加工学、生産工学 (精密工学・機械加工学)

  • ナノテク・材料 / 材料加工、組織制御 (材料加工・処理)

  • ナノテク・材料 / ナノマイクロシステム (マイクロ・ナノデバイス)

  • ナノテク・材料 / 複合材料、界面 (応用物性・結晶工学)

研究キーワード 【 表示 / 非表示

  • 超精密加工

  • マイクロ・ナノ加工

  • レーザプロセッシング

  • 電気加工

  • ナノメカニクス

 

著書 【 表示 / 非表示

  • Multidisciplinary Science in Micro/Nanoscale Manufacturing

    J. Yan (Guest editor), Elsevier B.V., 2020年12月

    担当範囲: International Journal of Machine Tools and Manufacture, Volume 159 (Special Issue)

  • Micro and nanoscale laser processing of hard brittle materials

    J. Yan and N. Takayama, Elsevier B.V., 2019年11月,  ページ数: 242

    担当範囲: 1-242

  • リチウムイオン二次電池用シリコン系負極材の開発動向

    閻 紀旺, シーエムシー出版, 2019年11月,  ページ数: 251

    担当範囲: 第3章 レーザ照射による廃シリコン粉末からのマイクロピラー形成とその負極特性, 20-33

  • Micro and Nano Fabrication Technology

    J. Yan (ed.), Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2018年05月

    担当範囲: 1-959

  • Micro and Nano Fabrication Technology, J. Yan (ed.)

    M. Mukaida, J. Yan, Springer Nature Singapore Pte Ltd., 2018年05月

    担当範囲: Chapter 7: Tool-Servo Driven Diamond Turning for Structured Surface, 215-244

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論文 【 表示 / 非表示

  • On the conversion of point-to-linear hierarchical micro/nano-structures on the glassy carbon surface by nanosecond pulsed laser irradiation

    Wang C., Zhang H., Huang H., Zhang Z., Zhang L., Yan J.

    Applied Surface Science (Applied Surface Science)  599 2022年10月

    ISSN  01694332

     概要を見る

    Fabrication of microstructures on the glassy carbon (GC) surface is crucial for its functional applications. However, due to its intrinsic mechanical, physical, and chemical properties, it is still challenging to fabricate hierarchical micro/nano-structures on the GC surface. In this study, by tuning the interval between adjacent points as well as the irradiation time, the conversion from the point to linear hierarchical micro/nano-structures was successfully achieved on the GC surface by nanosecond pulsed laser irradiation. The detailed conversion process and mechanism were explored and discussed. On this basis, the linear hierarchical micro/nano-structures were fabricated by direct line scanning, and the internal nanostructures were always parallel to the laser scanning direction. By repeated line scanning with relatively low laser fluence, the method of direct line scanning was further improved, and well-defined and uniform hierarchical micro/nano-structures were fabricated.

  • Visualization of indentation induced sub-surface shear bands of Zr-based metallic glass by nanosecond pulse laser irradiation

    Cui M., Huang H., Wang C., Qian Y., Zhang L., Zhang Z., Yan J.

    Vacuum (Vacuum)  202 2022年08月

    ISSN  0042207X

     概要を見る

    Characterizing the shear band of metallic glasses (MGs) is meaningful to understand its plastic deformation mechanism. However, the direct method for detecting the internal shear bands of deformed MGs with large field of view is still lacking. Inspired by the fact that surface defects have the enhanced absorption of laser energy, this study attempted to visualize the indentation induced sub-surface shear bands of Zr-based MG by nanosecond pulse laser irradiation in argon. The principle was first verified by laser irradiation of the surface scratch, and then implemented on the visualization of sub-surface shear bands. The experimental results demonstrated that the indentation induced sub-surface shear bands were successfully visualized by nanosecond pulse laser irradiation, and meanwhile, the laser irradiated surface maintained the amorphous characteristic. This study may open a new window for exploring the shear band characteristics of MGs upon external loads.

  • Nanometric cutting: Mechanisms, practices and future perspectives

    Fang F., Lai M., Wang J., Luo X., Yan J., Yan Y.

    International Journal of Machine Tools and Manufacture (International Journal of Machine Tools and Manufacture)  178 2022年07月

    ISSN  08906955

     概要を見る

    Nanometric cutting removes material at nanoscale and generates high-quality surfaces with a nanometric finish. In past decades, it has thrived as a mainstream manufacturing technology to produce critical components to advance scientific discovery and promote innovation in various fields, such as astronomy, aerospace, microelectronics, optics and photonics, biology and quantum technology. Therefore, it is timely to develop a review article capturing such developments and establishing directions for future advancement. This article systematically reviews the fundamental issues such as cutting model, material deformation mechanism and tool wear in nanometric cutting. It also presents the working principles of innovative ion implantation-assisted, laser-assisted and ultrasonic vibration-assisted nanometric cutting methods to overcome the challenges of machining difficult-to-cut materials. Practical techniques for the generation of high-quality complex or structured surfaces are also discussed. Finally, challenges and future perspectives of nanometric cutting, as well as the evolution towards atomic and close-to-atomic scale manufacturing, are outlined.

  • A novel method for fabricating micro-dimple arrays with good surface quality on metallic glass substrate by combining laser irradiation and mechanical polishing under wax sealing

    Huang H., Qian Y., Zhang L., Jiang M., Yan J.

    Journal of Manufacturing Processes (Journal of Manufacturing Processes)  79   911 - 923 2022年07月

    ISSN  15266125

     概要を見る

    Surface micro-patterning is an emerging technique to endow a wide range of materials with specific functions, such as superhydrophobicity and anti-reflection, but it is still technically challenging and inordinately expensive via existing manufacturing approaches. Compared with crystalline metals, metallic glasses (MGs) are talented with some unique mechanical and chemical properties due to their isotropic internal structure. Here, a novel two-step method, involving nanosecond pulsed laser irradiation and mechanical polishing, was proposed to fabricate micro-dimple arrays with good surface quality on the MG substrate. In the first step, multi-pulse laser irradiation experiments were performed to study the correlation between the peak laser power intensity and the feature sizes of the micro-dimple (i.e. the depth and diameter of the micro-dimple as well as the height of the pile-up), and then various micro-dimple arrays were fabricated on the MG substrate by adjusting the peak laser power intensity and the interval between adjacent laser shots. Subsequently, aiming at improving the surface quality, the micro-dimple arrays were mechanically polished under wax sealing. The experimental results indicated that after polishing, the pile-ups around the micro-dimples were completely removed, and at the same time, the surface quality of their inner walls was improved. Furthermore, based on experimental results, the possible material removal mechanism during polishing was discussed. This study provides a convenient method to fabricate micro-dimple arrays with good surface quality on the MG substrate, which would be one of the potential alternatives for large-area, low-cost micro/nano-manufacturing.

  • Micro Electrical Discharge Machining of Ultrafine Particle Type Tungsten Carbide Using Dielectrics Mixed with Various Powders

    Sai Dutta Gattu and Jiwang Yan

    Micromachines ({MDPI} {AG})  13 ( 7 ) 998 2022年06月

     概要を見る

    Electrical discharge machining (EDM) is widely used to machine hard materials, such as tungsten carbide; however, the machining rate and surface quality are low. In this research, the effects of mixing electrically conductive carbon nanofiber (CnF), semiconductive silicon (Si) powder, and insulative alumina powder (Al2O3) at different concentrations in a dielectric fluid were studied by observing single discharge craters and hole machining performance in the EDM of ultrafine particle type tungsten carbide. Craters obtained using carbon nanofiber and alumina were much smaller than in oil-only conditions. In contrast, The results show that adding CnF significantly improved the material removal rate under all conditions. Si and Al2O3 powders only improved the machining performance at a high discharge energy of 110 V. Furthermore, improvement in surface roughness was observed prominently at high voltages for all the powders. Among the three powders, alumina was found to improve the surface roughness the most.

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総説・解説等 【 表示 / 非表示

  • 超音波振動援用研削による炭素系難削材の加工

    閻 紀旺

    精密工学会誌 88 ( 7 ) 541 - 545 2022年07月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 単著, 筆頭著者, 責任著者

  • 放電加工機上での電解加工による微細溝の表面仕上げ

    閻 紀旺

    型技術 37 ( 4 ) 14 - 17 2022年04月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著, 筆頭著者, 責任著者

  • 多結晶ダイヤモンド工具を用いた単結晶SiCの放電・研削複合加工

    閻 紀旺

    砥粒加工学会誌 65 ( 12 ) 650 - 653 2021年12月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 単著

  • 放電・電解複合加工による微細溝の創成

    岸 諒一郎,閻 紀旺

    電気加工技術 45 ( 140 ) 1 - 6 2021年06月

    記事・総説・解説・論説等(学術雑誌), 共著

  • CFRPの溝加工における超音波振動援用の効果

    山崎剛史,閻 紀旺

    超音波テクノ 32 ( 6 ) 1 - 6 2020年12月

    記事・総説・解説・論説等(商業誌、新聞、ウェブメディア), 共著

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研究発表 【 表示 / 非表示

  • Implementation of the Mathematical Model for Service Robot to Avoid Obstacles and Human

    Ngo H.Q.T., Tran A.S., Dong V.K., Yan J.

    6th Future Technologies Conference (FTC 2021) Online, 

    2021年10月

    口頭発表(一般), Lecture Notes in Networks and Systems

  • 微細構造表面の超精密加工と機能付与

    閻 紀旺

    精密工学会第410回講習会「超精密 加工/計測技術 -光学部品の高精度要求に応える先端事例と最新動向」 (東京(オンライン開催)) , 

    2020年12月

    口頭発表(招待・特別)

  • マイクロ加工技術の進展と研究動向

    閻 紀旺

    精密工学会マイクロ生産機械システム専門委員会2020年度総会兼第59回委員会 (東京(オンライン開催)) , 

    2020年12月

    口頭発表(招待・特別)

  • Laser healing of machining-induced microcracks in single-crystal sapphire

    K. Adachi, Y. Nishide, N. Sugizaki, J. Yan

    The 18thInternational Conference on Precision Engineering (ICPE2020) (Kobe, Japan (Online)) , 

    2020年11月

    口頭発表(一般)

  • Response of resin coating films containing fine metal particles to ultrashort laser pulses

    A. Nakajima, J. Yan

    The International Symposium on Precision Engineering and Sustainable Manufacturing (PRESM2020) (Seoul, Korea (Online)) , 

    2020年11月

    ポスター発表

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受賞 【 表示 / 非表示

  • 工作機械技術振興賞(論文賞)

    笠井慎平, 袖平智樹, 閻 紀旺, 2021年06月, 工作機械技術振興財団, 炭素拡散反応を用いた形彫り放電加工による多結晶ダイヤモンドの3次元形状創製

    受賞区分: 出版社・新聞社・財団等の賞

  • 工作機械技術振興賞(論文賞)

    長山晃大, 閻 紀旺, 2021年06月, 工作機械技術振興財団, Measurement and Compensation of Tool Contour Error Using White Light Interferometry for Ultra-Precision Diamond Turning of Freeform Surfaces

    受賞区分: 出版社・新聞社・財団等の賞

  • 日本機械学会賞(論文)

    寺林俊雄, 閻 紀旺, 2021年04月, 日本機械学会, 2成分の波状微細構造をもつロール金型の超精密切削加工

    受賞区分: 国内学会・会議・シンポジウム等の賞

  • PRESM2020 Best Paper Award

    A. Nakajima, J. Yan, 2020年10月, International Symposium on Precision Engineering and Sustainable Manufacturing (PRESM2020), Response of Resin Coating Films Containing Fine Metal Particles to Ultrashort Laser Pulses

    受賞区分: 国際学会・会議・シンポジウム等の賞,  受賞国: 大韓民国

  • Outstanding Paper Award

    Z. Zhang, J. Yan, T. Kuriyagawa, 2020年09月, International Journal of Extreme Manufacturing (IJEM), IoP publishing, Manufacturing technologies toward extreme precision

    受賞区分: 学会誌・学術雑誌による顕彰

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担当授業科目 【 表示 / 非表示

  • 超精密加工計測

    2022年度

  • マルチディシプリナリ・デザイン科学特別講義

    2022年度

  • 精密加工学

    2022年度

  • 学外特別研修(中期インターンシップ)

    2022年度

  • 学外特別研修(長期インターンシップ)

    2022年度

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所属学協会 【 表示 / 非表示

  • 日本機械学会, 

    1997年04月
    -
    継続中
  • 精密工学会, 

    1997年04月
    -
    継続中
  • 砥粒加工学会, 

    2000年04月
    -
    継続中
  • 応用物理学会, 

    2004年04月
    -
    継続中
  • レーザ加工学会, 

    2009年01月
    -
    継続中

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委員歴 【 表示 / 非表示

  • 2022年05月
    -
    継続中

    理事, レーザ協会

  • 2022年03月
    -
    継続中

    理事・執行理事・出版部会長・校閲委員長, 精密工学会

  • 2019年04月
    -
    2022年03月

    学術誌編修部会委員, 日本機械学会

  • 2019年01月
    -
    継続中

    Editorial Board Member, International Journal of Extreme Manufacturing

  • 2018年04月
    -
    継続中

    Editorial Board Member, Journal of Micromanufacturing

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