2019 Fiscal Year Final Research Report
Solid phase film formation of polymer/ceramic compound particles by hetero-structure control and comprehensive analysis of film formation mechanisms
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17H01235
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Materials/Mechanics of materials
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 研 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40396461)
CAVAILLE JY 東北大学, 高等研究機構等, 客員教授 (40794623)
市川 裕士 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80451540)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | コールドスプレー / ヘテロ構造制御 / ポリマー / ナノセラミック / 固相成膜 / 成膜メカニズム |
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| Outline of Final Research Achievements |
By combining active nano-ceramic particles with a polymer, we succeeded in forming a solid state coatings by cold spray technique without melting the particles. The particle deposition mechanism was elucidated and its interfacial strength was evaluated by experimental approach and numerical simulation, and it was clarified that the hydroxyl groups on the surface of nano-ceramic particles are effective. Regarding this mechanism, it is considered that the hydroxyl groups on the particle surface promote hydrogen bonding and are chemically bonded.
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| Free Research Field |
機械材料学，材料力学，表面改質学
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
これまでに固相成膜が困難であったポリマー材料に関し，金属成膜が主であったコールドスプレー法と呼ばれる成膜技術および活性なナノセラミックス粒子を応用することで，大気中で簡便に厚膜の形成に成功した．ポリマー材料は熱により，酸化等の劣化が考えられるが，このような劣化を回避し，厚膜形成できることは，耐食性，耐摩耗性，絶縁性の付与を必要とする多くの機器・構造物への応用が期待できる．また，粒子付着メカニズムの検討から，水酸基を表面に有するナノセラミックスが水素結合を促し，ポリマー同士の接合を可能にした点は極めて新しい知見である．
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