2014 Fiscal Year Annual Research Report
大気圧プラズマ照射による金属表面の発色加工技術の創成
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25630106
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
佐々木 徹 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90514018)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 崇志 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30375521)
中村 隆 釧路工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40198213)
原田 信弘 長岡技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (80134849)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 大気圧プラズマ / 発色加工 / 酸化膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では誘電体バリア放電によって生成した大気圧プラズマ照射によって酸化発色処理を行った。照射時間に対する銅板表面色を評価し、プラズマ照射後の試料について化学組成分析を行った。その結果、プラズマを照射している間に表面色が本来の銅色から橙色、紫色、銀色、金色と変化することがわかった。GDSによる化学組成分析から、表面色が試料表面の酸化被膜厚さに依存している事を確認した。またXPSの結果から、表面上には酸化銅(Ⅰ)、酸化銅(Ⅱ)、水酸化銅が生成されている事が明らかとなった。
発色効果に必要な酸化剤の生成量を促進させるため、プラズマへの投入電力と発色効果について検討を行った。発光分光結果から、酸化剤生成量と酸化促進効果が投入電力の増加とともに増大していることが明らかとなった。
また、別の酸化剤生成の促進手法としてヘリウム/酸素混合ガスを用いてプラズマを生成し評価した。その分光結果から、ヘリウム/酸素混合ガスを使用した場合はヘリウムガスに比べ、原子状酸素とOHラジカルからの発光が減少している事が確認された。原子状酸素とOHラジカル量を増加させるためには、適切な酸素混合量が必要であることが明らかとなった。
XPSの解析では、イオンエッチングによって表面層を除去しながらサンプル分析を行うことで深さ方向に対する化学組成を評価した。その結果、照射時間によって膜厚が増加している事が確認でき、さらにその膜は複数の結合状態から構成されている事が明らかとなった。
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