2004 Fiscal Year Annual Research Report
Solid cold spray法によるZn基複合機能皮膜の作製と特性評価
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14550716
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| Research Institution | KINKI UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
森本 純司 近畿大学, 理工学部, 教授 (30088471)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐々木 洋 近畿大学, 理工学部, 講師 (70205871)
阿部 信行 大阪大学, 接合科学研究所, 助教授 (90127176)
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| Keywords | TiO_2-Zn基合金機能皮膜 / WC-Co皮膜 / Solid cold spraying / TiO_2-ZrO_2-Zn複合皮膜 / 光触媒機能 / 半導体レーザ / 耐摩耗性 / ビッカース硬さ |
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| Research Abstract |
研究代表者らが試作開発した150〜200m/secの粒子速度が得られるSolid cold spray装置により、TiO_2、ZrO_2のセラミックス粉末とFe-Zn複合粉末を混合した粉末を用いて複合皮膜を作製し、その皮膜に対して半導体レーザを照射し皮膜特性を評価した。この場合、基板材料には炭素鋼板(SS400)、Al板などを用いており、その基板表面は研摩処理した状態である。また、半導体レーザ加熱における照射条件(走査速度、照射パターン、電流密度など)を変化させて耐摩耗性に優れた緻密構造皮膜の作製も試みた。以下に得られた結果の要約を示す。
(1)Solid cold spray法により形成される皮膜厚さは、基板材料の硬さの低下と共に減少しており、基板の硬さが低くなるAl板において成膜量が最も大きくなった。また、Solid cold spray皮膜の成膜量は、圧縮空気圧力の増大と共に大きくなり、0.5MPa条件において皮膜形成率が大きくなった。
(2)半導体レーザ照射したTiO_2-ZrO_2-WC複合膜は、ビッカース硬さ:HV1480の高硬度を示した。その皮膜厚さは約50μmであり、皮膜構造はTiO_2、ZrO_2、WCが均質分布した緻密な状態であった。
(3)半導体レーザ加熱したTiO_2-ZrO_2-Zn複合膜の構造は、表面部がTiO_2rich層となり、下地層がZrO_2rich層となる2層構造を示した。また、基板材料と皮膜の界面部には合金層が認められた。この皮膜構造は、耐熱衝撃性に優れた機能を示した。
(4)Fe-Zn複合合金粉末とTiO_2粉末によるSolid cold spray混合皮膜は、優れた環境浄化機能(光触媒機能)を示し、ガラス容器中(2リットル)の100ppmアセトアルデヒド濃度を90min.で完全に浄化できた。また、優れた水質環境浄化機能(メチルブルー水溶液の浄化)を示した。
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Research Products
(5 results)
