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プラズマ窒化とクロム系高靱性セラミック及びサ-メット厚膜による高機能複合表面処理

研究課題

研究課題/領域番号 08555174
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 材料加工・処理
研究機関福井工業高等専門学校

研究代表者

安丸 尚樹  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90158006)

研究分担者 伊部 壽夫  福井県工業技術センター, 新素材開発部, 主任研究員
沖村 邦雄  福井工業高等専門学校, 電子情報工学科, 助教授 (00194473)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
1997年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1996年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
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 / 窒化クロム / 複合処理
研究概要

本研究では、アークイオンプレーティング(AIP)装置を用いて、主として鉄合金に対し、プラズマ窒化とセラミックコーティングを複合させた、新しい表面高機能化処理を開発することを目的としている。AIP法とはイオンプレーティング法の一種であり、高速度で密着力の高い緻密な膜を形成することができ、合金膜が蒸着可能などの特徴を有し、窒化処理との複合化もし易い。セラミック膜としては、チタン系の膜と比較して高靭性で厚膜化がしやすく、耐食性・耐酸化性に優れる窒化クロム(CrN、Cr_2N)を約20μmまで厚膜化してプラズマ窒化された試料に蒸著し、物理的性質や機械的性質を調べた。その結果、複合処理されたCrN膜が、高荷重下でも非常に優れた耐摩耗性を維持することが判明した。さらに、高靭性化と厚膜化が期待されるサ-メット膜を今までに報告例のないCr-Ni系の窒化物膜で検討した。すなわち、カソードターゲット材としてCr-Ni合金を用い、Cr^*N(セラミック)とNi(金属)が微細に混合したサ-メット膜を作製し、約35μmの厚膜時までの特性を調べた.Cr^*Nは格子定数a=0.37nmのf.c.c.の構造を示し、Cr^*NとNiが微細に混合したサ-メット膜は、プラズマ窒化の前処理なしで優れた耐摩耗性を示すなど、普通のセラミックス膜と異なる性質を有していた。また、導電性がなく、抗菌性等の機能を有する酸化チタン(TiO_2)膜をスパックリング装置で作製し、TiN・CrNのような窒化物系導電性膜の性質と比較検討を行った。本研究の成果により、セラミック膜の応用範囲が、従来応用例の少なかった低合金鋼のような硬度の低い金属まで広がることが期待される。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (22件)

  • [文献書誌] N.Yasumaru: "Properties of Hard Coatings in the Cr-Ni-N System deposited on the Pre-nitrided Steels" Proceed.of Int.Symp.on Processing,Designing and Properties of Advanced Engineering Materials. (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安丸 尚樹: "オーステナイト系ステンレス鋼の低温イオン窒化" 日本金属学会誌. 61巻・5号. 424-429 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 安丸 尚樹: "プラズマ窒化とセラミックコーティングによる複合表面高機能化処理" まてりあ(日本金属学会会報). 35巻・9号. 969-975 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 沖村 邦雄: "TiO_2被覆されたオーステナイト系304ステンレス鋼の機械的性質" 真空. 40巻・3号. 117-119 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Okimura: "Deposition of High-Quality TiO_2 Films by RF Magnetron Sputtering with an Auxiliay Permanent Magnet" Jpn.Appl.Phys.36巻・7B号. 4917-4921 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Okimura: "Role of He Gas Mixture on the Gowth of Anatase and Rutile TiO_2 Films in RF Magnetron Sputtering" Jpn.APPl.Phys.36巻・5A. 2849-2855 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yasumaru: "Properties of Hard Coatings in the Cr-Ni-N System deposited on the Prenitrided Steels" Proceed. of Int.Symp.on Processing, Designing and Properties of Advenced Engineering Materials. (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yasumaru: "Low Temperature Ion Nitriding of Austenitic Stainless Steels" J.Japan Inst.Metals. Vol.61. 424-429 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yasumaru: "Duplex Surface Tailoring due to Combined Plasma Nitriding and Ceramic Coatings" Materia Japan. Vol.35. 969-975 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Okimura: "Mechanical Properties of TiO_2-Coated Type 304 Stainless Steels" Vacuum. Vol.40. 117-119 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Okimura: "Deposition of Higy-Quality TiO_2 Films by RF Magnetron Sputtering with an Auxiliary Permanent Magnet" Jpn.J.Appl.Phys. vol.36. 4917-4921 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Okimura: "Role of He Gas Mixture on the Growth of Anatase and Rutile TiO_2 Films in RF Magnetron Sputtering" Jpn.J.Appl.Phys.vol.36. 2849-2855 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Yasumaru: "Properties of Hard Coatings in the Cr-Ni-N System deposited on the Pre-nitrided Steels" Proceed.of Int.Symp.on Processing,Designing and Properties of Advanced Engineering Materials. (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 安丸尚樹: "オーステナイト系ステンレス鋼の低温イオン窒化" 日本金属学会誌. 61巻・5号. 424-429 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 安丸尚樹: "プラズマ窒化とセラミックコーティングによる複合表面高機能化処理" まてりあ(日本金属学会会報). 35巻・9号. 969-975 (1996)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 沖村邦雄: "TiO_2被覆されたオーステナイト系304ステンレス鋼の機械的性質" 真空. 40巻・3号. 117-119 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Okimura: "Deposition of High-Quality TiO_2 Films by RF Magnetron Sputtering with an Auxiliary Permanent Magnet" Jpn.J.Appl.Phys.36巻・7B号. 4917-4921 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.Okimura: "Role of He Gas Mixture on the Growth of Anatase and Rutile TiO_2 Films in RF Magnetron Sputtering" Jpn.J.Appl.Phys.36巻・5A. 2849-2855 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 安丸 尚樹: "プラズマ窒化とセラミックコーティングによる複合表面高機能化処理" まてりあ(日本金属学会会報). 35巻・9号. 969-975 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 安丸 尚樹: "チタン系セラミックス膜の作製と評価" 日本金属学会北陸信越支部・日本鉄鋼協会北陸支部 平成8年度連合講演会概要集. 11-12 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kunio Okimura: "Characterization of RF Magnetron Sputtering for TiO_2 Deposition" Proceedings of 13th Symp. on Plasma Processing. 195-198 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kunio Okimura: "Mass and Energy Analyses of Substrate-incident Ions in TiO2 Deposition by RF Magnetron Sputtering" Jpn. J. Appl. Phys.36巻・1A号. 303-318 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 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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