1998 Fiscal Year Annual Research Report
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09650169
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| Research Institution | Nippon Institute of Technology |
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Principal Investigator |
渡部 修一 日本工業大学, 工学部, 助教授 (60220886)
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| Keywords | 立方晶窒化ホウ素 / 薄膜 / イオンプレーティング / イオン注入 / トライボロジー / 積層膜 / 保護膜 / 被覆工具 |
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| Research Abstract |
立方晶窒化ホウ素(c-BN)はダイヤモンドに次ぐ高硬度を有し、化学的安定性にも優れるという特性を持つことから現在注目を集め、広い分野への応用が期待されている。申請者らはこのc-BNを独自に開発した磁界励起形イオンプレーティングによって広い応用が期待される膜として合成に成功した。本研究の目的はc-BN膜の実用化を計る,特に機械的用途開発の研究を行うことである。
申請研究の2年目である本年度は、まず昨年度に引き続きc-BN膜の耐久性向上を目的とするc-BN/TiN積層膜の開発に関する研究を進めた。具体的には、膜の耐摩耗性の改善のためc-BN/TiN積層化により厚膜化を図ることである。形成した積層膜の全膜厚は実測したところ約2.0μm程度(各層(TiNとc-BNそれぞれ)の厚さはほぼ均一である)まで健全な膜を形成可能となり、c-BN膜単層の最大形成可能膜厚(0.5μm)より厚い膜を形成することができた。またc-BN膜のトライポロジー特性をより明らかにするべく,高真空中を含む各種摩擦環境に於ける特性を調査した。その結果真空,水潤滑,高湿度環境下いずれに於いても低摩擦特性を示すことを明らかにした。しかし高真空中では摩擦寿命に問題があることが判明した。さらに実用的観点から難加工材の一つであるTi系材料に対する摩擦特性を調査した。c-BN膜が本来有する低摩擦性能が凝着性の高いとされるTi系材料に対しても維持されることが明らかになった。この結果を基に実用的応用研究として被覆タップを試作し,実機を用いてタッピング試験を行った。c-BNの低摩擦性能がこの実機テストにおいても証明され,加工トルクの低減,ねじ溝加工精度の向上などの結果が得られた。さらにまた,c-BN膜の優れた耐摩耗性を活用すべく,磁気ヘッドの保護膜としての性能調査も継続中である。これと並行して原子間力顕微鏡を利用したナノ加工に用いる触針へ,その加工性能向上のためc-BN膜被覆を適用し,より微細な加工性能を実現した。
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[Publications] S.Watanabe et.al.: "Surface Chemistry,Microstructure and Tribological Properties of Cubic Boron Nitride Films" NASA Technical Memorandum. 113163. 1-15 (1998)
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[Publications] 渡部修一 他: "c-BN/TiN積層膜の形成" 表面技術協会第98回講演大会要旨集. 201 (1998)
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[Publications] 渡部修一 他: "cBN/TiN層の積層による硬質膜の形成" 第12回ダイヤモンドシンポジウム講演要旨集. 126-127 (1998)
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[Publications] K.Miyoshi,S.Watanabe et.al.: "CVD diamond,DLC and c-BN coatings for solid film lubrication" Tribology Letters. 5. 123-129 (1998)
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[Publications] 三宅正二郎、渡部修一他: "c-BNコーテッドチップの形成とそのナノ加工特性" 表面技術協会第99回講演大会要旨集. 191-192 (1999)
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[Publications] 渡部修一他: "c-BN膜のTi系材料に対する摩擦特性" 表面技術協会第99回講演大会要旨集. 193-194 (1999)
