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反応プラズマ溶射法による材料表面のハイブリッド化

研究課題

研究課題/領域番号 02452249
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 溶接工学
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

岡根 功  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (80169127)

研究分担者 福本 昌宏  豊橋技術科学大学, 工学部, 助教授 (80173368)
梅本 実  豊橋技術科学大学, 工作センター, 助教授 (90111921)
研究期間 (年度) 1990 – 1992
研究課題ステータス 完了 (1992年度)
配分額 *注記
5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
1992年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
1991年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1990年度: 4,800千円 (直接経費: 4,800千円)
キーワード直流プラズマ溶射 / 高周波プラズマ / 反応性プラズマ溶射 / 窒化物系セラミックス / バイアス電圧 / 炭化物系セラミックス
研究概要

窒化物または炭化物セラミックスの中には、プラズマ溶射の際に容易に分解・昇華する傾向の高い材料が多い。本研究は、これまで溶射法では成膜が困難とされてきた、上記のような性質を有するセラミックス材料の膜形成を行うために、同種セラミックス材構成金属元素に対する反応性プラズマ溶射法適応の可能性を調べることを目的とした。具体的には、窒素プラズマ雰囲気中でのTiの窒化反応を採り上げた。このため、平成2年度は主として上記反応性プラズマ溶射を行うためのハイブリッド溶射装置の作製を行った。また平成3年および4年度は、反応性プラズマ溶射における反応性に関与する各種因子の影響を基礎的に調べ、さらに反応メカニズムについて考察した。また本研究では、一般に低温プラズマに多用されるプラズマ-基板間バイアス印加の影響についても調べた。その結果、本研究で明かにした点を要約し、以下に示す。
1)プラズマ内に投入されたTi金属粒子のプラズマとの反応性は、Tiに低融点のAlをメカニカルアロイ法により混合した場合に格段に促進される傾向がある。
2)素材金属に対する雰囲気内反応性ガスのモル分率の高いほど反応性は高まる。
3)本実験装置では、圧力13kPa,窒素量10 1/minの条件下において100%TiN化した皮膜が得られた。ただし、この皮膜組織は極めて多孔質であり、今後その改善のための適正作製条件の検討が必要である。
4)水中にて回収した溶射粉末はほとんど窒化していないことから、窒化反応は、粉末のプラズマ内飛行中にはほとんど起こらず、基板堆積後に顕著に起こることがわかった。
5)基板温度の上昇に伴い、皮膜中の窒化物生成量も増加したことから、窒化物生成量には基板温度が強く影響すると考えられる。
6)基板-チャンバー間に直流バイアスを印加し窒化物生成への影響を調べたところ、本研究においてはバイアス印加による窒化物生成促進の顕著な効果は認められなかった。

報告書

(4件)
  • 1992 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1991 実績報告書
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (23件)

  • [文献書誌] 福本 昌宏,Maher I.Boulos: "金属間化合物基複合溶射皮膜作成に対するMA粉末の応用" 溶射. 28-3. 114-122 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本 昌宏,Maher I.Boulos: "金属間化合物基複合溶射皮膜の作成に対するプラズマ溶射法の活用" 日本金属学会誌. 56-6. 678-683 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Macahiro Fukumoto,Isao Okans: "Application of mechanically alloyed composite powders to thermal plasma spraying" Proc.of Int.Thermal Spray Conference. 1. 595-600 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本 昌宏,Maher I.Boulos: "メカニカルアロイ粉末のプラズマ溶射による金属間化合物基複合溶射波膜の作製" 溶接学会論文集. 10-4. 520-524 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Macahiro Fukumoto,Maher I.Boulos: "Intermetallic matrix composite coatings by means of RF plasma sprayrin" Proc.of Int.Cong.on Heat Treat.of Mater.1. 491-494 (1992)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本 昌宏,恒川 浩一,梅本 実,岡根 功: "MA粉末のプラズマ溶射による炭化物粒子分散強化皮膜の作製" 日本金属学会誌. (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本 昌宏,外山 順敏,梅本 実,岡根 功: "反応性プラズマ溶射によるTiN皮膜作製の基礎研究" 溶射. (1993)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto and M.I.Boulos: "Application of mechanically alloyed powders to fabricate the intermetallic matrix composite coatings" J. of Japan Thermal Spraying Soc.28-3. 114-12 (1991)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto and M.I.Boulos: "Application of RF plasma spraying to fabrication of intermetallic matrix composite coating" J. of Japan Inst. Metals. 56-6. 678-683 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto and Isao Okane: "Application of mechanically alloyed composite powders to thermal plasma spraying" Proc. of Int. Thermal Spray Conf.595-600 (1992)

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    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto and M.I.Boulos: "Fabrication of intermetallic matrix composite coatings by RF plasma spraying of mechanically alloyed powders" J. of Japan Weld. Soc.10-4. 520-524 (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto and M.I.Boulos: "Intermetallic matrix composite coatings by means of RF plasma spraying" Proc. of Int. Cong. on Heat Treat. of Mater.491-494 (1992)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto, H.Tsunekawa, M.Umemoto and I.Okane: "Fabrication of carbide dispersion composite coatings by plasma spraying of MA powders" J. of Japan Inst. Metals. (1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Fukumoto, N.Toyama and I.Okane: "Fundamental study on synthesis of TiN coating by reactive plasma spraying" J. of Japan Thermal Spraying Soc.(1993)

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      1992 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 福本 昌宏 Maher I.Boulos: "金属間化合物基複合溶射皮膜の作成に対する高周波プラズマ溶射法の活用" 日本金属学会誌. 56-6. 678-683 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Fukumoto Isao Okans: "Application of mechanically alloyed composite powders to thermal plasma spraying" Proc.of Int.Thermal Spray Conference. 1. 595-600 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 福本 昌宏 Maher I.Boulos: "メカニカルアロイ粉末のプラズマ溶射による金属間化合物基複合溶射皮膜の作製" 溶接学会論文集. 10-4. 520-524 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Masahiro Fukumoto Maher I.Boulos: "Intermetallic matrix composite coatings by means of RF plasma spraying" Proc.of Int.Cong.on Hert Treat.of Mater.1. 491-494 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 福本 昌宏、恒川 浩一 梅本 実、岡根 功: "MA粉末のプラズマ溶射による炭化物粒子分散強化皮膜の作製" 日本金属学会誌. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 福本 昌宏、外山 順敏 梅本 実、岡根 功: "反応性プラズマ溶射によるTiN皮膜作製の基礎研究" 溶射. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] 福本 昌宏;M.I.Boulos: "金属間化合物基複合皮膜作成に対するMA粉末の応用" 日本溶射協会誌. 28ー3. 114-122 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 福本 昌宏;M.I.Boulos: "MA粉末のRFプラズマ溶射による金属間化合物基複合皮膜の作成" 溶接学会全国大会講演概要. 48. 192-193 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] M.FUKUMOTO and I.OKANE: "APPLICATION OF MECHANICALLY ALLOYED COMPOSITE POWDERS TO THERMAL PLASMA SPRAYING" Proc.of Int.Thermal Spray Conf.1. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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