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紫外光照射による気体の励起反応を援用した窒化ケイ素セラミックスの仕上面創成の研究

研究課題

研究課題/領域番号 07555361
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

戸倉 和  東京工業大学, 工学部, 教授 (10016628)

研究分担者 平田 敦  東京工業大学, 工学部, 助手 (50242277)
奥住 文徳  東京工業大学, 工学部, 助手 (40260533)
研究期間 (年度) 1995 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1996年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード紫外光照射 / エキシマレーザ / セラミック / 表面改質 / 水 / 雰囲気 / 水熱加工 / 研磨 / セラミックス / 窒化ケイ素 / 紫外光 / 励起反応 / 光援用加工 / 仕上面創成
研究概要

紫外光を照射して気体を励起させ,表面改質する手法を提案・実現するのが本研究の目的である.そのため,種々の雰囲気でセラミックスに紫外光,すなわち193nmエキシマレーザ光を照射した.その結果,窒化ケイ素では突起が発生した.また,参照材料として使用したアルミナでは,照射を重ねるに従って表面が平滑化されることが認められた.これはレーザ照射による蒸発・溶融物が再付着しながら平滑化していくもので,セラミックスの封孔処理として適用できる可能性があることを,放電試験により確認した.
一方,水は網目構造を持つが,網の隙間が大きい.従って,隙間に気体を溶存させればマイクロチャンバとしての働きを期待できる.このように水を一種の雰囲気としてとらえ,水中に溶存させた酸素量を制御してエキシマレーザ光を各種セラミックスに照射した.窒化ケイ素では,照射条件を選択することにより表面をアブレーションさせることなく酸化できることがわかった.このようにして作製した窒化ケイ素試料を,試作研磨装置で引っ掻くと酸化層を有する部分のみ容易に研磨できる可能性があることがわかった.今後,光照射と研磨とを一体化させて,研磨の容易さを総合的に検討する必要がある.
以上の結果が得られたので,高温の水と反応する性質があるセレン化亜鉛を試料として水中でエキシマレーザ光を照射した.その結果,窒化ケイ素の場合と類似するが,エネルギー密度を適度にすることで,照射面を選択的に除去できることを見いだした.この結果は,立方晶窒化ホウ素のように硬さが大きく加工が困難な物質の新しい加工に適用できる可能性があり,本研究での大きな収穫である.

報告書

(3件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (10件)

  • [文献書誌] 山本英介,戸倉和,吉川昌範: "エキシマレーザ照射によるセラミックスの表面改質" 精密工学会春季学術講演会論文集. 1996年度春. 627-628 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大澤健一郎,戸倉和: "エキシマレーザ光照射による微小溝の形成" 精密工学会春季学術講演会論文集. 1997年度春. 1281-1282 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 瀬尾克行,戸倉和: "光照射によるZnSeの水熱加工に関する研究" 精密工学会春季学術講演会論第4回学生会員卒業研究発表講演会論文集. 1997年度春. 67-70 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] E.Yamamoto, H.Tokura and M.Yoshikawa: "Surface Modification of Ceramics by UV-Laser Irradiation" Proc.of The Japan Society for Precision Engineering Annual Meeting. Spring. 1281-1282 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ohsawa and H.Tokura: "Fine Periodic Structure Formation by Excimer Laser Irradiation" Proc.of The Japan Society for Precision Engineering Annual Meeting. Spring. 1281-1282 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] KSeo and H.Tokura: "Hydro-thermal Processing of ZnSe by UV-light Irradiation" Proc.of The Japan Society for Precision Engineering Annual Meeting for Students.Spring. 67-70 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 山本英介,戸倉和,吉川昌範: "エキシマレーザ照射によるセラミックスの表面改質" 精密工学会春期学術後援会論文集. 1996年度春. 627-628 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 大澤健一郎,戸倉和: "エキシマレーザ光照射による微小溝の形成" 精密工学会春期学術後援会論文集. 1997年度春(頁未定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 瀬尾克行,戸倉和: "光照射によるZnSeの水熱加工に関する研究" 精密工学会春期学術後援会論文集. 1997年度春(頁未定). (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 山本英介,戸倉和,吉川昌範: "エキシマレーザ照射によるセラミックスの表面改質" 精密工学会1996年度春季大会学術講演論文集. 春季. (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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