安定金属拡散層を援用した高耐久性フレキシブルカーボンコーティングの創製

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 26820010
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 曙 紘之 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50447215)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 硬質薄膜 / 基材密着性

Outline of Annual Research Achievements

現状所有しているAIH-FPP処理装置は，円柱型試験片端面への処理が可能な状態であるが，本研究では種々の耐久試験を実施するため，棒状試験片側面部へAIH-FPP処理を施す必要がある．そこで当該年度においては，交付申請書に記載した通り，現在のAIH-FPP処理装置を改良することにより，円柱型試験片の側面部へ処理可能な状態とすることを目指した．
現状の円柱型の高周波誘導加熱コイルを，鞍型の高周波誘導加熱コイルに変更し，さらに装置内に小型旋盤を取り付けることにより，被処理材を回転させながらAIH-FPPを施すことが可能となった．
その後，実際に改良したAIH-FPP装置を用い，投射材にはCr粒子を選定し，一般的炭素鋼S45Cに対し，AIH-FPP処理を施し材料表面にCr拡散層が形成されるか否かについて実験的検討を行った．その際，投射時間120秒，加熱保持時間60秒の条件の下処理したTypeAと，投射時間120秒，加熱保持時間120秒の条件の下処理したTypeB，2種類の処理条件により処理を施し，処理後の試験片表面断面を詳細に観察した．
その結果，TypeA，TypeBともに試験片表面にCr拡散層の形成を確認できたが，加熱保持時間の長いTypeBの方が，形成されるCr拡散層厚さが厚いことが明らかとなった．
翌年以降は，AIH-FPP処理後の基材表面にフレキシブルカーボンコーティングを成膜し，その耐久性評価を実験的に行う予定である．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度においては，交付申請書に記載した研究計画通りに試験装置の改良，および改良後の試験装置を用いた処理，さらに形成されたCr拡散層の確認まで行うことが出来ているため，概ね順調に進展していると考えている．

Strategy for Future Research Activity

前述した通り，AIH-FPP装置の改良により，棒状試験片側面部へのAIH-FPP処理が可能となった．さらに，この装置により，実際に試験片表面にCr拡散層を形成可能であることも実験的に確認した．今後は，Cr拡散層を形成した基材表面に，フレキシブルカーボンコーティングを成膜を行う．その際，アルミナメッシュを用いることにより，格子状のフレキシブルカーボンコーティングを成膜するが，そのメッシュ間隔を3通りに変化させることにより，異なる格子間隔を有するフレキシブルカーボンコーティングの成膜を行う．このように作製した試験片に対し，静的・動的荷重負荷を与え，さらにスクラッチ試験により密着力評価を行うことにより，本研究で提案した高耐久性フレキシブルカーボンコーティング被覆部材の優れた耐久性について実証していく．

Causes of Carryover

各消耗品の購入金額が当初予定よりも若干低価格であったため，若干の次年度使用額が生じた．

Expenditure Plan for Carryover Budget

消耗品の購入費として考えているが，次年度使用額は少額であるため，通常通りの計画的な使用で問題ないと思われる．