高エネルギープラズマ溶射による複合機能材料の作製に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04302054
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 小林 明 大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (70110773)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 屋良 秀夫 琉球大学, 工学部, 教授 (60045028) ; 二俣 正美 北見工業大学, 工学部, 教授 (60003191) ; 平田 好則 大阪大学, 工学部, 講師 (00116089) ; 吉川 孝雄 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (00029498) ; 奈賀 正明 大阪大学, 溶接工学研究所, 教授 (00005985)
• Keywords: 高エネルギープラズマ溶射 / ガストンネル型プラズマ溶射 / 複合機能材料 / セラミックス / ジルコニア / 高硬度 / 傾斜機能 / 防振材料

Research Abstract

本研究では、高エネルギープラズマ溶射を用いて種々の複合機能材料を作製し、その物理的特性を明らかにすることにより新しい複合機能材料に関する学問分野の確立を目指している。本年度における研究概要は以下の通りである。
1.ガストンネルプラズマ溶射により作製した高硬度アルミナ皮膜の傾斜機能性を明らかにした。また、ガストンネル型プラズマ溶射によりジルコニア皮膜を種々の実験条件のもとで作製し、その高機能化(高硬度、高緻密性)を試みた。さらに、ジルコニア皮膜作製時の表面温度の測定等によりプロセス特性を調べるとともに皮膜形成の理論的解明を行なった。
2.作製した高硬度ジルコニア皮膜について、その組織を観察し気孔が少なく緻密性に優れるなど、皮膜構造の特徴を明かにした。また、その皮膜のビッカース硬度、摩耗量を測定し、従来の溶射装置による皮膜と比較して機能性の向上が確認された。
3.高エネルギープラズマ溶射によるジルコニア皮膜の機能性向上のためアルミナ混合粉末を用いた実験により、さらに高硬度(ビッカース硬度で20%以上)、高緻密性の複合機能化が達成された。
4.プラズマ溶射により得られる複合機能材料の一つとして制振材料を開発してその特性を調べ、皮膜の構成と制振性の関連を検討した。その結果、制振効果は皮膜厚さに依存し、アルミナ皮膜においては、固有振動数が高域側にシフトすることが明らかになった。
以上の実験研究とともに、プラズマ溶射による複合機能材料の作製・適用に関する研究調査を進めた。また12月に沖縄おいて研究講演会を開催し、プラズマ溶射による複合機能材料に関して討論を行ない、高エネルギープラズマ溶射による複合機能材料作製の利点を明らかにした。

Research Products

• [Publications] Akira Kobayashi: "¨Property of an Alumina Coating Sprayed with a Gas Tunnel Type Plasma¨" Proc.of ITSC. 1. 47-52 (1992)
• [Publications] 小林 明: "“ガストンネル型プラズマ溶射によるアルミナ皮膜の断面組織とその構造"" 高温学会誌. 18-2. 89-96 (1992)
• [Publications] 小林 明: "“ガストンネル型プラズマ溶射による高硬度アルミナ皮膜の作製"" 超高エネルギー密度熱源センター1992公開研究シンポジウムプロシーディング. 1. 67-72 (1992)
• [Publications] Akira Kobayashi: "¨Surface Roughness and Characteristics of High Hardness Zirconia Coating by Gas Tunnel Type Plasma Spraying¨" Trans.of JWRI. 21-2. (1992)
• [Publications] 小林 明: "“プラズマ溶射による複合機能材料"" 小林 明, 60 (1992)