Formation principle of highly crystal-oriented ceramic coatings based on kinetic energy during collision of solid particles

• Project/Area Number: 24K08095
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26050:Material processing and microstructure control-related
• Research Institution: Yokohama National University
• Principal Investigator: 長谷川 誠 横浜国立大学, 大学院工学研究院, 教授 (50376513)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小沼 誠司 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 川崎技術支援部, グループリーダー (00580581) ; 吉田 健太郎 地方独立行政法人神奈川県立産業技術総合研究所, 機械・材料技術部, 主任研究員 (60443404)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2025: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2024: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: 結晶配向 / 運動エネルギー / 塑性変形

Outline of Research at the Start

本研究では、エアロゾルデポジション(AD)法によって高結晶配向なセラミックス膜を実現する。そのため、種々の条件で成膜し、主に粒子径、基板と粒子の衝突角度や距離、ガス種やガス流量と粒子の運動エネルギーとの関係を求める。さらに、粒子速度測定手法から各条件での粒子の運動エネルギーが膜の堆積速度や成膜効率、結晶配向に与える影響を調べる。そして、「粒子の衝突による破壊・変形と固化による成膜」という定性的な理解にとどまるAD法の成膜原理を粒子の基板衝突による運動エネルギーに基づいて明らかにする。その上で結晶配向原理を粒子の塑性変形に基づいて解明し、膜の力学特性や耐摩耗性に与える影響について検討する。