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IMPROVEMENT OF THE ADHESION STRENGTH OF THE METAL COATINGS BY COLD SPRAY AND THE FORMATIN OF THE METAL THICK COATING ON CERAMIC SUBETRATE

Research Project

Project/Area Number 22560716
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Material processing/treatments
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

SAKAKI Kazuhiko  信州大学, 工学部, 准教授 (10252066)

Research Collaborator KURODA Seiji  物質・材料研究機構, 先進高温材料ユニット, ユニット長 (50354220)
HASEGAWA Akira  物質・材料研究機構, 表界面構造・物性ユニット電子顕微鏡グループ, 主幹研究 (20354326)
Project Period (FY) 2010 – 2012
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2012: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2011: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2010: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords溶射 / コールドスプレー / コーティング / 密着力 / 超音波衝撃処理 / スプレー角度 / 超音波援用後処理 / 粒子積層プロセス / 超音波支援 / 化学的親和力
Research Abstract

The adhesion strength of Al coatings formed by cold spray (CS) on ceramic substrates increased with a decrease in the spray angle. A low-density interface layer of thickness 50 - 100 nm was found and characterized at the interface between coldsprayed Al particles and a soda-lime glass substrate with transmission electron microscopy. The layer was composed of amorphous and nano-crystalline grains, and had a different chemical composition from Al and glass. The cold sprayed copper and aluminum coatings subjected to an ultrasonic impact treatment (UIT) has an affected zone of several tens of μm to several hundred of μm. Furthermore, nano-crystal structure was observed at 10 μm from surface in copper coating.

Report

(4 results)
  • 2012 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2011 Annual Research Report
  • 2010 Annual Research Report
  • Research Products

    (22 results)

All 2013 2012 2011 2010 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (17 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Reaction layer at the interface between aluminium particles and a glass substrate formed by cold spray2013

    • Author(s)
      Minghui Song, Hiroshi Araki, Seiji Kuroda and Kazuhiko Sakaki
    • Journal Title

      JOURNAL OF PHYSICS D: APPLIED PHYSICS

      Volume: Vol.46 Issue: 19 Pages: 1-6

    • DOI

      10.1088/0022-3727/46/19/195301

    • Related Report
      2012 Annual Research Report 2012 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Effect of Spray Angle On Bonding Strength of Aluminum Coatings and Particle Impact Behaviors On Glass and Ceramic Substrate2013

    • Author(s)
      Kazuhiko Sakaki、Toshihiro Kubo、Kei Kondo, Takuya Idemoto
    • Organizer
      International Thermal Spray Conference 2013
    • Place of Presentation
      釜山国際貿易・会議場BEXCO(韓国)
    • Year and Date
      2013-05-13
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  • [Presentation] Effect of Spray Angle On Bonding Strength of Aluminum Coatings Andparticle Impact Behaviors On Glass and Ceramic Substrate2013

    • Author(s)
      Kazuhiko Sakaki
    • Organizer
      International Thermal Spray Conference 2013
    • Place of Presentation
      釜山国際貿易・会議場BEXCO
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  • [Presentation] コールドスプレーによりガラス基板と接合したAl 粒子周辺の組織2013

    • Author(s)
      長谷川明,荒木弘,黒田聖治,榊和彦
    • Organizer
      日本金属学会 2013年春期(第152回)大会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂キャンパス
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Spray Angle on Adhesion Strength of Aluminum Coating and Particle Impact Behavior on Glass and Ceramic Substrate in Cold Spray2012

    • Author(s)
      Kazuhiko Sakaki
    • Organizer
      5th Tsukuba International Coating Symposium (TICS2012) & Japan Electronic Materials Society 2nd Advanced Coating Process Meeting(招待講演)
    • Place of Presentation
      産業技術研究所つくば東事業所
    • Year and Date
      2012-11-29
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  • [Presentation] Attempt to improve characteristics of cold sprayed metallic coatings by ultrasonic impact treatment2012

    • Author(s)
      Kei Kond 、 Kazuhiko Sakaki
    • Organizer
      the 5th Asia Thermal Spray Conference
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場
    • Year and Date
      2012-11-26
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  • [Presentation] コールドスプレーによる数種のセラミック基材上のアルミニウムの皮膜の密着力および粒子付着挙動に及ぼすスプレー角度の影響2012

    • Author(s)
      榊 和彦, 近藤 敬,出本 卓也
    • Organizer
      日本機械学会 2012 年度年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
    • Year and Date
      2012-09-10
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  • [Presentation] 分析電子顕微鏡法によるコールドスプレーA1粒子のガラス基板への付着状態解析2012

    • Author(s)
      長谷川明、荒木弘、黒田聖治、榊和彦
    • Organizer
      金属学会2012年度春期講演大会
    • Place of Presentation
      横浜国立大学(神奈川県)
    • Year and Date
      2012-03-30
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーによるセラミック基材上のアルミニウムの皮膜の密着力および粒子付着挙動に及ぼすスプレー角度の影響2012

    • Author(s)
      榊和彦、出本卓也、近藤敬
    • Organizer
      日本機械学会北陸信越支部第49期総会・講演会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学(石川県)
    • Year and Date
      2012-03-10
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      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Effect of Spray Angle on Adhesion Strength of Aluminum Coatingand Particle Impact Behavior on Glass and Ceramic Substrate in Cold Spray2012

    • Author(s)
      Kazuhiko Sakaki
    • Organizer
      5th Tsukuba International Coating Symposium (TICS2012) & Japan Electronic Materials Society 2nd Advanced Coating Process Meeting
    • Place of Presentation
      産業技術研究所つくば東事業所
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    • Invited
  • [Presentation] コールドスプレーによるガラス基材上のアルミニウム皮膜の密着力および 粒子の付着挙動に及ぼすスプレー角度の影響2012

    • Author(s)
      榊 和彦
    • Organizer
      日本金属学会 2012年秋期(第151回)大会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーによる数種のセラミック基材上のアルミニウムの皮膜の密着力および粒子付着挙動に及ぼすスプレー角度の影響2012

    • Author(s)
      榊 和彦, 近藤 敬,出本 卓也
    • Organizer
      日本機械学会 2012年度年次大会
    • Place of Presentation
      金沢大学
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーにおけるアルミニウム皮膜とガラス基材の特異な密着機構に関する単粒子付着による一考察2011

    • Author(s)
      出本卓也、榊和彦、近藤敬
    • Organizer
      日本金属学会北陸信越支部・日本鉄鋼協会北陸信越支部平成23年度連合講演会
    • Place of Presentation
      金沢工業大学(石川県)
    • Year and Date
      2011-12-03
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 超音波加振によるコールドスプレー金属皮膜特性改善の試み2011

    • Author(s)
      近藤 敬、榊 和彦
    • Organizer
      日本溶射学会第93回全国講演大会
    • Place of Presentation
      たかつガーデン
    • Year and Date
      2011-06-07
    • Related Report
      2012 Final Research Report
  • [Presentation] 超音波加振によるコールドスプレー金属皮膜特性改善の試み2011

    • Author(s)
      近藤敬、榊和彦
    • Organizer
      日本溶射学会第93回(2011年度春季)全国講演大会
    • Place of Presentation
      たかつガーデン(大阪府)
    • Year and Date
      2011-06-07
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーにおけるガラス基材への金属粒子の付着状態の検討2010

    • Author(s)
      榊和彦, 出本卓也, 高田光一, 湯藤大樹
    • Organizer
      日本機械学会 機械材料・材料加工部門主催第18回機械材料・材料加工技術講演会(M&P2010)
    • Place of Presentation
      東京大学工学部(東京都)
    • Year and Date
      2010-11-28
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーにおけるアルミニウム皮膜と種々のガラス基材の密着機構に関する一考察2010

    • Author(s)
      榊和彦, 出本卓也, 高田光一, 湯藤大樹
    • Organizer
      日本機械学会2010年度年次大会
    • Place of Presentation
      古屋工業大学(愛知県)
    • Year and Date
      2010-09-06
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] コールドスプレーにおけるアルミニウム皮膜とガラス基材の密着の特異性2010

    • Author(s)
      出本卓也, 満田光一, 榊和彦
    • Organizer
      日本溶射協会第91回(平成22年度春季)全国講演大会
    • Place of Presentation
      たかつガーデン(大阪府)
    • Year and Date
      2010-07-05
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mplab.shinshu-u.ac.jp/

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      2012 Final Research Report
  • [Remarks] 機械システム工学科 材料加工学研究室

    • URL

      http://mplab.shinshu-u.ac.jp/index.html

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  • [Remarks]

    • URL

      http://mplab.shinshu-u.ac.jp/index.html

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      2011 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://mplab.shinshu-u.ac.jp/index.html

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Published: 2010-08-23   Modified: 2019-07-29  

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