| 研究課題/領域番号 |
06650823
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 福井工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
安丸 尚樹 福井工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (90158006)
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| 研究分担者 |
出原 敏孝 福井大学, 工学部, 教授 (80020197)
田中 茂利 福井工業高等専門学校, 校長 (20025240)
沖村 邦雄 福井工業高等専門学校, 電子情報工学科, 講師 (00194473)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1995年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
1994年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
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| キーワード | プラズマ処理 / 窒化 / セラミックコーティング / 表面処理 / 複合処理 |
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| 研究概要 |
平成6年度から2年間の研究成果の概要を記す。まず、高密度プラズマ装置付属アークイオンプレーティイグ(AIP)システムを構築した。すなわち、小型マイクロ波発振器にアイソレータ・パワーモニタ・チューナ等のマイクロ波回路を接続したマイクロ波入射装置を作製した。さらに、Nd系永久磁石を用いた、プラズマ閉じ込め用カスプ磁場を有するプラズマポートを設計製作した。このプラズマポートをAIP装置に接続し、ポート上部の石英窓板を通して先述の入射装置からマイクロ波を入射することにより、ECRプラズマを発生させた。真空槽内に設置された試料台には、-1kVのバイアス電位と600℃までの加熱機構を付加した。このシステムにより、プラズマ窒化および各種セラミック膜被覆が可能となった。
次に、複合表面処理であるが、以下に示す広範囲のセラミック膜を用いて、主として鉄合金に対し検討した。すなわち、TiN(Hv2200)・TiC(Hv3000)・CrN(Hv2000)の窒化物や炭化物膜の他に、TiH_c(Hv500)の水素化物膜、TiO_2(Hv1200)の酸化物膜やDLC(ダイヤモンド状炭素)膜(Hv2600)を窒化層上に蒸着し、物理的性質(組織、表面状態、結晶構造等)および機械的性質(耐摩耗性、耐食性、耐疲労性等)を調べた。耐摩耗性に関しては、TiNとCrNの窒化物系セラミック膜が最も良く、特に下地が窒化されている場合には、高荷重の摩耗条件でも良好な耐摩耗性を示した。耐食性に関しては、ピンホール等の欠陥の少ない膜質であれば、かなり良好な耐食性を示すことを確認した。また、今までに報告例のないTiH_2膜を作製し、腐食電流密度が非常に小さいことを見出し、高耐食性膜として今後詳細な検討を行うこととした。耐疲労性に関しては、窒化とセラミック膜の複合処理により大幅に向上し、その向上には窒化層の性質が最も影響することを明らかにした。
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