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溶滴の扁平・凝固・反応過程制御に基づく高周波プラズマ溶射皮膜の形成

研究課題

研究課題/領域番号 09450280
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 金属生産工学
研究機関豊田工業大学

研究代表者

恒川 好樹  豊田工業大学, 工学部, 教授 (50148350)

研究分担者 奥宮 正洋  豊田工業大学, 工学部, 助教授 (20177182)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
13,600千円 (直接経費: 13,600千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1998年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
1997年度: 8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
キーワードプラズマ溶射 / 生成複合材料 / 窒素混合プラズマ / メタン混合プラズマ / スプラット形態 / 窒化物 / 炭化物 / 組織制御 / 高周波プラズマ溶射 / スプラット / 構造制御 / 粒子直径 / Ti_2AlN / 金属間化合物 / 超音波振動 / 反応性溶射 / 窒素プラズマ / 扁平化 / 凝固 / 窒化反応 / 生成複合化
研究概要

高速成膜プロセスとして厚膜形成が可能な反応性溶射により生成複合皮膜を作る場合,目的とする化合物種,生成量,分布,寸法およびマトリックス構成相が制御できることが望まれる.RFプラズマ溶射は,遅い溶滴飛行速度(約40m/s)と,高い溶滴温度に特徴があり,インプロセスで大量の窒化物や炭化物を生成するには,溶滴の反応時間を長くできる有利な溶射法と言える.
(1)元素粉末を原料とする窒素混合RFプラズマ溶射:
(a)Tiスプラットは外周縁を有するディスク型であり,窒素混合量の上昇,供試粉末粒径の低下とともに窒化物がスプラット上でも認められるようになり,扁平率は減少する.
(b)Alスプラットの表面には酸素・窒素濃化層が存在し,窒化物の生成が認められる.
(c)TiAl,Ti_2AlNは飛行過程では生じないで,窒素を含むTi,Al溶滴が堆積する過程で高温基材上で生じる.飛行中の窒素吸収より,基材上での方が長時間のため窒素吸収量が多い.
(2)Tiのメタン混合プラズマ溶射:
(a)溶射粒子の表面および内部にその凝固過程においてTiCが生成する.生成TiC量はCH_4混合量の上昇とともに増加する.
(b)基材への衝突に伴う扁平挙動は生成TiC量の影響を受け,TiC量が増加するほど扁平率が減少する.また,TiCはスプラット外周部に凝集する傾向がある.
(c)スプラット堆積過程(皮膜形成過程)における析出TiC粒子は,スプラットの積層界面に鎖状に分布し,その体積率はCH_4混合量に依らず溶滴飛行過程の約5倍である.また,基材との界面に析出するTiC粒子は反応層の形成を抑制する.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 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] 恒川好樹: "反応性プラズマ溶射による複合皮膜の形成"高温学会誌. 23. 209-215 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "Reaction of Metal Droplets during Flight and on Substrate in Reactive Low Pressure DC Plasma Spraying"Proc. SMTII, ASM International. 234-245 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "Nitriding of Metal Droplets in Synthesis of Intermetallic Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spraying"Proc. 15th ITSC, ASM International. 1143-1148 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa: "New Approaches to Smart Processing of Metal Matrix Composites"Proc. 9th CIMTEC,. S-8. 397-406 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中勝也 外: "反応性RFプラズマ溶射によるチタンシリサイド基複合皮膜の形成"日本溶射協会誌. 36. 197-203 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "Nitride Formation in Synthesis of Titanium Aluminide Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spaying"J. Thermal Spray Tech.. 9(in press). (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "In Situ Formation of Titanium Carbide by Reactive Plasma Spraying with Elemental Titanium Power (in press)"Proc. SMT14. (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa: "Formation of Composite Coatings by Reactive Plasma Spraying"J.Japan High Temp.Soc.. vol.23,Supplement. 209-215 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa, M.Okumiya,M.Okuda, M.Fukumoto: "Reaction of Metal Droplets during Flight and on Substrate in Reactive Low Pressure DC Plasma Spraying"Proc.SMT11,ASM International. 234-245 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa, M.Hiromura, M.Okumiya: "Nutriding of Metal Droplets in Synthesis of Intermetallic Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spraying"Proceedings of 15th International Thermal Spray Conference, C.Coddet ed., ASM International. 1143-1148 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y,Tsunekawa: "New Approaches to Smart Processing of Metal Matrix Composites"Proc. 9th CIMTEC-World Forum on New Materials Symposium. 397-406 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tanaka, Y.Tsunekawa, M.Okumiya: "Synthesis of Titanium Silicide Matrix Composites"Proc. 9th CIMEC-World Forum on New Materials Symposium. 397-406 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa, M.Hiromura, M.Okumiya: "Nitride Formation in synthesis of Titanium Aluminide Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spraying"J.Thermal Spray Tech., ASM. (in Press)vol.9. (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa, M.Okumiya, A.Kogure: "In Situ Formation of Titanium Carbide by Reactive Plasma Spraying with Elemental Titanium Powder"Proc. 14th Surface Modification Tech. (in press). (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Tsunekawa: "New Approaches to Smart Processing of Metal Matrix Composites"Proc. 9th Cimtec-World Forum on New Materials Symposium VIII. 397-406 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川 好樹,奥宮 正洋 外1名: "反応性RFプラズマ溶射によるチタンツリサイド基複合皮膜の形成"日本溶射協会誌. 36巻・4号. 197-203 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Tsunekawa et al: "Nitride Formation in Synthesis of Titanium Aluminide Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spraying"J. Thermal Spray Trch. (ASM International). vol. 9, NO. 1(in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y. Tsunekawa et al: "In-situ Formation of Titanium Corbide by Reactive Plasma Spraying with Elemental Titanium Powder"Proc. Surface Modification Technology 14th. (in press). (2000)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "Reaction of Metal Droplets during Flight and on Substrate in Reactive Low Pressure DC Plasma Spraying" Proc.SMT11, ASM International. 234-245 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Tsunekawa et al: "Nitriding of Metal Droplets in Synthesis of Intermetallic Matrix Composite Coatings by Reactive RF Plasma Spraying" Proc.ITSC98,. 1143-1148 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川好樹: "反応性プラズマ溶射による複合皮膜の形成" 高温学会誌. 23(Suppl.). 209-215 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 恒川好樹ら: "反応性溶射における溶滴の扁平・凝固・反応過程" 日本溶射協会溶射技術研究会報告資料集. 66-71 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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