2005 Fiscal Year Annual Research Report
超音速フリージェットPVDによるナノ組織・ナノ構造皮膜作製技術の開発
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16360368
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| Research Institution | Kogakuin University |
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Principal Investigator |
丹羽 直毅 工学院大学, 工学部, 教授 (30011208)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
塩田 一路 工学院大学, 工学部, 教授 (90255612)
廣木 富士男 工学院大学, 工学部, 教授 (50119046)
小林 光男 工学院大学, 工学部, 教授 (70100302)
山本 剛久 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 助教授 (20220478)
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| Keywords | ナノ粒子 / ナノコンポジット / コーティング / 超音速 / 組織制御 / 硬質膜 |
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| Research Abstract |
近年,構造材料に対する要求性能が益々過酷化する中,厳しい使用環境下での基材の損傷を保護する次世代コーティング技術の開発,コーティング皮膜の更なる特性向上が期待されている.コーティング技術の新しい概念としてTBCやEBCなどが世界的な規模で提唱・研究されているが,既存のコーティング技術(PVD,CVD,溶射法,メッキなど)では,次世代TBC,EBCを達成するのは不可能とされ,既存技術を超えた新たな原理によるコーティング技術の開発が切望されている.
超音速フリージェットPVDは,不活性ガス雰囲気中で膜原料を蒸発させることにより生成させたナノクラスタを超音速(3.6km/s以上)のガス流により搬送,基板上に堆積,成膜させる新しい成膜原理によるコーティング技術である.本法は高い表面エネルギを有する生成直後のナノクラスタを高速に加速し高い運動エネルギを与え,ナノクラスタの堆積により成膜させるため,低温で高密度の膜の形成を可能である.また,蒸発原子をナノクラスタとして捕集し成膜させるため,既技術に比べ高い成膜速度を得ることが可能である.
昨年度の研究において,数ナノメートルの微細結晶からなる,各種,金属膜,金属間化合物膜,セラミックス膜の形成を本法によって達成した.本年度は,昨年度の研究成果をもとにコーティング技術において最も重要な検討項目である基材と皮膜の剥離・密着性に着目し,密着性の基礎的評価として基材-皮膜間の硬度をナノインデンテーション法により評価検討した.その結果,本法により形成させた膜は組成の変化に伴い,皮膜硬度が連続的に変化していることを明らかとした.
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