2015 Fiscal Year Annual Research Report
あらゆる薄膜のナノ単位の強度評価を表面から内部まで連続で可能にするＭＳＥ法の確立
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24246031
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
岩井 善郎 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40115291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堀川 教世 富山県立大学, 工学部, 准教授 (10363871)
阿保 政義 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40231980)
神田 一隆 福井工業大学, 工学部, 教授 (60091675)
宮島 敏郎 富山県立大学, 工学部, 講師 (60397239)
米沢 晋 福井大学, 産学官連携本部, 教授 (80242585)
本田 知己 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80251982)
上坂 裕之 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90362318)
南部 紘一郎 鈴鹿工業高等専門学校, 機械工学科, 助教 (20610942)
木幡 護 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 特命助教 (90711432)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 薄膜強度評価 / 評価法開発 / 表面強度 / MSE法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)金型等に使用されるWC-Co合金に対して不定形アルミナ粒子（粒径41μm）を用いてMSE試験を行い、脱落粉の解析と損傷面や断面の観察により、損傷機構が粒界破壊によること、Co含有率の増加に伴い脱落粉がWCの小破砕片からWCとCoが複合した大きな破砕片に遷移することを明らかにした。また金型鋼材のSKD11と粗大炭化物を低減させたSKD11改良材のMSE試験を行い、MSE結果は静的強度と疲労強度のいずれとも相関があることがわかった。
(2)VC膜に対して、不定形アルミナ粒子（1.2μm）およびジルコン粒子（10～30μm）を用いたMSE試験と往復摩耗試験を行い、膜の破壊や基材からの剥離に対する強度などの評価では最適なMSE試験条件が存在することを明らかにした。
(3)DLC膜のMSE試験のエロージョン率はDLC膜をサファイア単結晶と摩擦した時の摩耗率との間に明確な相関が現れなかったが、DLC膜と金属の摩擦係数ではエロージョン率と相関がみられた。
(4)MSE法の表面破壊メカニズムにおける影響因子を明らかにするために、有限要素法による粒子衝突時のシミュレーションを行った。その結果粒子衝突時の破壊形態に対して粒子と基材間の硬さ比が影響していることを明らかにした。また改良された離散要素法を用いて数値シミュレーションを行い、衝突粒子による金属表面の塑性変形と計算精度を向上させる因子を明らかにした。
(5)ナノめっきとフッ素ガスを用いてSiやSiC等半導体基板材料やチタン系酸化物セラミックス皮膜を施したガラス材料等の表面改質材料を作製し、その力学特性や摺動性の評価およびXPSやAESによる化学状態分析、SEMやTEMによる表面近傍の断面観察を行い、高耐久性表面改質手法創出のための指針を作成した。また、高機能な薄膜作製のためスパッタやCVD法を開発した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Erosive Wear Mechanisms of Metal on Fine Particle Peening Process2015
Author(s)
Koichiro Nambu, Hitoshi Toya, Hatsuhiko Usami, Yukio Takizawa, Keju Chou, Misaki Saito, Yoshikazu Yamada, Masafumi Ando
Organizer
The 6th International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology(ICMDT2015)
Place of Presentation
Okinawa Convention Center（沖縄県宜野湾市）
Year and Date
2015-04-22 – 2015-04-25
Int'l Joint Research
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