Application of an open atmosphere laser nitriding to steel and aluminum materials

• Project/Area Number: 24K01175
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 大津 直史 北見工業大学, 工学部, 教授 (10400409)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 平野 満大 北見工業大学, 工学部, 助教 (10911092) ; 木場 隆之 北見工業大学, 工学部, 准教授 (40567236)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2026: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2025: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000); Fiscal Year 2024: ¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
• Keywords: 金属窒化処理 / 空気中 / レーザー誘起プラズマ

Outline of Research at the Start

本研究の目的は「鉄鋼およびアルミニウム材料を“空気中で”レーザー窒化するプロセス」を構築することである。
本研究に先立ち応募者らは、ナノ秒パルスレーザーを集光してチタン材料表面に照射すると、酸素と窒素が混在する空気中において、その表面に、窒化物層が瞬間的に形成するという新奇現象を発見している。然るに現行プロセスでは、鉄鋼およびアルミニウム材料には窒化層は形成できない。
本研究ではレーザー誘起プラズマ状態を精密に制御する技術を獲得し、次にそのプラズマの状態が形成表面層に及ぼす効果を時間分解測定を駆使して明確化する。その知見に基づき、鉄鋼及びアルミニウム材料に窒化物層を形成できるプロセスの構築を図る。