2017 Fiscal Year Research-status Report
小型プラズマ反応溶射装置による宇宙航空部材への環境適応型光触媒膜の作製
| Project/Area Number |
17K06944
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
小林 明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員研究員 (70110773)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 康高 足利工業大学, 工学部, 教授 (60306107)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | ガストンネル型 / プラズマ溶射 / 小型化 / 複合機能材料 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、ガストンネル型プラズマ溶射（10－20kWタイプ）によりプラスチック樹脂表面に溶射した金属膜について、これまでの皮膜組織・構造、硬度・密着性、耐熱性、耐食性などの機能性に関するデータをまとめるとともに、ガストンネル型プラズマ反応溶射による複合機能材料の作製、環境機能発現についての適正実験条件を調べるなどの調査研究を行った。
また、ガストンネル型プラズマ溶射装置の小型化、低電力（目標：1 kWタイプ）を図るため、プラズマトーチの装置サイズを小型化し、トーチノズル電極の内径を従来の20mmから12mm、8mmにサイズダウンし、ガストンネル型プラズマジェットを発生させた。この場合、従来使用していたプラズマ電流：200 A (10 kW)を20－40 Aに低下させ、作動ガス流量も150 l/min から30 l/minに減少させて実験を行った。その結果、プラズマ電力は、3kW以下の小電力のガストンネル型プラズマが達成された。そのプラズマ特性、および、ガストンネル型プラズマ反応溶射について、平成30年3月フィリピンで開催されたプラズマ応用と複合機能材料に関する国際ワークショップ（IAPS2018）で発表した。
現在、開発した1 kW級ガストンネル型プラズマ反応溶射を用いたTi金属粉末をプラスチック樹脂、Al等軽金属表面に溶射し、光触媒機能をもつTiO2金属/プラスチック複合材料を作製するための準備を行っている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、これまでのガストンネル型プラズマ反応溶射に関する研究成果を取りまとめるとともに、ガストンネル型プラズマ反応溶射装置のサイズ、パワーの小型化を図ることを目的としていたが、本年度は、従来の研究のデータを取りまとめ、Tiの溶射について、窒化、酸化について、その反応プロセスを明らかにし、今後の研究のデータベースとした。また、ガストンネル型プラズマ反応溶射装置のサイズ、パワーの小型化を行った。しかし、開発した小型ガストンネル型プラズマ反応溶射については、粉末供給機など溶射装置周辺器具の準備に時間がかかり、TiO2膜の作製は次年度に繰り越した。全体的には本研究の進捗状況については、おおむね良好である。
|
| Strategy for Future Research Activity |
今年度開発した小型ガストンネル型プラズマ反応溶射について、チタン粉末を用いて3kW級の低電力でプラズマ反応溶射を行うとともに、主に1 kW級プラズマ反応溶射の実験を行う。この場合、小型低電力ガストンネル型プラズマ反応溶射装置について、装置性能の向上を図るため、作製したTiN溶射膜, TiO2溶射膜の品質、反応性の評価を行う。以上をもとに1 kW級プラズマ反応溶射装置の改善を行う
|
| Causes of Carryover |
本年度は、おもにガストンネル型プラズマ反応溶射装置の小型化を行ない、小型ガストンネル型プラズマ反応溶射実験によるTiO2膜の作製は行わなかった。このため、溶射実験のためのアルバイト謝金などの人件費を必要としなかったため、人件費・謝金の費目分の使用額相当を次年度に繰越しすることとなった。
次年度は、開発した小型のガストンネル型プラズマ溶射反応装置を用いた溶射実験研究を行う。このため、繰越額は、実験消耗品費など物品費に当てるとともに、研究打ち合わせ、研究発表などの旅費予算に当てる予定である。
|
