2016 Fiscal Year Annual Research Report
Developments of the icosahedral cluster-boride ceramics exhibiting low friction and low specific wear rates in water
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26420094
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
村上 敬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (40344098)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
廣瀬 伸吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 製造技術研究部門, 主任研究員 (10357874)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | Niめっき / 大気プラズマ溶射 / サーメット / 放電プラズマ焼結 / 摩擦 / 摩耗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油を使わないクリーンな水潤滑システムは最近水圧ポンプや食品機械などの分野で注目され、既に河川・ダム用水門扉用水圧ポンプや水圧制御弁、あるいは潜水調査船用海水ポンプのピストンシリンダなどに応用され始めている。現在水潤滑用しゅう動材料としては、主にSi3N4、Al2O3、樹脂などが使用されている。しかしSi3N4（摩擦開始直後など）やAl2O3は摩擦・摩耗が大きく、樹脂は硬度、耐摩耗性が劣る欠点がある。本研究では研究代表者らが以前水中で低摩擦・低摩耗であることを明らかにしていたものの靭性の低いAlB12、SiB6セラミックスについて、大気プラズマ溶射法及びNiめっき層にAlB12を含ませる形でのコーティング作製を試みた。また昨年度作製したAlB12-NiAlサーメットについて、組織の微細化による機械的性質改善を試みた。
鋼基板上に実施した大気プラズマ溶射について、溶射後、基板表面が変色し、ホウ化物が付着したように見えたが、SEMの断面組織観察で確認したところ均一に付着しておらず、被膜厚さもかなり小さいことが明らかになった。しかし基板表面付近の強度や摩擦摩耗特性に改善は見られ、溶射条件をさらに検討すれば均一な被膜ができそうであるという感触は得ることができた。一方、AlB12粒子を含むNiめっきについては、AlB12粒子濃度が5～10vol%のレベルまで持っていくことができた。しかし耐摩耗性向上などのためには今後さらに体積比を上げるための工夫が必要と考えている。またAlB12-NiAlサーメットについては、振動ミルで24時間粉砕処理を行ってから加圧焼結を行うことにより、1000から1700までビッカース硬さを上げられることがわかった。
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