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機械・医療産業に貢献する大気圧プラズマ金属処理技術の学理追求および応用展開

研究課題

研究課題/領域番号 15K17482
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 プラズマエレクトロニクス
研究機関大分大学

研究代表者

市來 龍大  大分大学, 理工学部, 助教 (00454439)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2017年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2016年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2015年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード大気圧プラズマ / 窒化処理 / NHラジカル / 表面硬化 / 生体適合性 / 酸化皮膜 / マルテンサイト変態 / 大気圧プラズマ窒化 / 窒素供給量制御 / 医療用金属 / 浸窒焼入れ / 不動態被膜 / プラズマ窒化 / パルスアーク型プラズマジェット / 誘電体バリア放電
研究成果の概要

本プロジェクト開始前は「大気圧プラズマによる鉄鋼の窒化が可能」という事実以外は未知であった.しかし本研究により,基礎的側面では窒化におけるNHラジカルの重要性およびNHラジカルの生成・消滅のシナリオが明らかとなった.また窒素供給量の制御法を確立できた.さらにバリア放電の実用性および高温下における新規挙動が明らかとなった.
応用的側面では,医療用金属の硬組織適合性の向上,酸化皮膜を有する金属への窒素ドーピング,さらに浸窒焼入れにおけるボイド形成の抑制とマルテンサイト変態の最適化に成功した.これらの結果により,大気圧プラズマ窒化技術を科学として扱う価値がさらに明確になったと考えられる.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 14件、 招待講演 5件) 備考 (2件) 産業財産権 (2件)

  • [雑誌論文] 大気圧プラズマを用いたチタン合金の表面窒化処理2018

    • 著者名/発表者名
      市來龍大
    • 雑誌名

      チタン

      巻: 66 ページ: 22-26

    • NAID

      40021462064

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 非真空プラズマ窒化法の研究2018

    • 著者名/発表者名
      市來龍大
    • 雑誌名

      自動車技術

      巻: 72

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative study on atmospheric-pressure plasma nitriding processes with pulsed-arc jet and barrier discharge2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ichiki, K. Kitamura, A. Maeda, R. Sannomiya, K. Yamanouchi, S. Chiba, M. Kono, T. Onomoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases

      巻: 1 ページ: 142-142

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Calcium phosphate film formation on TiN surface created by atmospheric-pressure plasma2017

    • 著者名/発表者名
      R. Sannomiya, R. Ichiki, K. Hanada, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases

      巻: 1 ページ: 168-168

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on local formation of expanded austenite phase by atmospheric-pressure plasma jet2017

    • 著者名/発表者名
      A. Maeda, R. Ichiki, R. Tomizuka, H. Nishiguchi, T. Onomoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases

      巻: 1 ページ: 169-169

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気圧プラズマ窒化処理への真空パージ法の導入2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大,中谷達行,金澤誠司
    • 雑誌名

      岡山理科大学紀要

      巻: 53 ページ: 69-73

    • NAID

      40021487201

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Application Of Atmospheric-Pressure Plasma Nitriding To Complex-Shaped Steels2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ichiki, K. Yamanouchi, A. Maeda, H. Yamamoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st International Conference on Gas Discharges and their Applications

      巻: - ページ: 433-436

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Demonstration Of Nitriding By Dielectric Barrier Discharge And Investigation Of Treatment Range Controllability2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitamura, R. Ichiki, T. Tsuru, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the 21st International Conference on Gas Discharges and their Applications

      巻: - ページ: 429-432

    • NAID

      40020909754

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 大気圧プラズマジェットによる浸窒焼入れの原理実証と温度特性調査2015

    • 著者名/発表者名
      井上貴史,市來龍大,三谷将樹,吉田昌史,赤峰修一,金澤誠司
    • 雑誌名

      熱処理

      巻: 55 号: 3 ページ: 165-171

    • DOI

      10.14940/netsushori.55.165

    • NAID

      130005087793

    • ISSN
      0288-0490, 2188-4064
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature Dependence of Nitro-Quenching by Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      M. Mitani, R. Ichiki, Y. Iwakiri, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 雑誌名

      Proceedings of 9th International Conference on Reactive Plasmas

      巻: CD-ROM

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 高温下における誘電体バリア放電の挙動観測2018

    • 著者名/発表者名
      神田直人,市來龍大,喜多村圭一,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      電気学会全国大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマによって局所形成された拡張オーステナイト相の調査2017

    • 著者名/発表者名
      前田章秀,市來龍大,冨塚凌,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      第64回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜市)
    • 年月日
      2017-03-14
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Feasibility of DBD Nitriding with Nitrogen-Based Gases2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大,津留卓斗,喜多村圭一,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      第34回プラズマプロセシング研究会/第29回プラズマ材料科学シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学(札幌市)
    • 年月日
      2017-01-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Nitrogen Diffusion Treatment to Metal Surface using Atmospheric-Pressure Plasmas2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Ichiki
    • 学会等名
      1st Asia-Pacific Conference on Plasma Physics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 大気圧プラズマ窒化処理法の開発と応用の提案2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大
    • 学会等名
      産業技術連携推進会議製造プロセス部会表面技術分科会DLC技術研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 各種金属に対する大気圧プラズマ拡散処理の特性とその応用2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大
    • 学会等名
      「境界プラズマ挙動の理解と異分野間融合による新展開」研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Comparative study on atmospheric-pressure plasma nitriding processes with pulsed-arc jet and barrier discharge2017

    • 著者名/発表者名
      R. Ichiki, K. Kitamura, A. Maeda, R. Sannomiya, K. Yamanouchi, S. Chiba, M. Kono, T. Onomoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 学会等名
      XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Calcium phosphate film formation on TiN surface created by atmospheric-pressure plasma2017

    • 著者名/発表者名
      R. Sannomiya, R. Ichiki, K. Hanada, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 学会等名
      XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on local formation of expanded austenite phase by atmospheric-pressure plasma jet2017

    • 著者名/発表者名
      A. Maeda, R. Ichiki, R. Tomizuka, H. Nishiguchi, T. Onomoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 学会等名
      XXXIII International Conference on Phenomena in Ionized Gases
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Surface modification of titanium alloy for medical use with atmospheric-pressure plasma2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Ichiki
    • 学会等名
      International Workshop on Plasma Scientech for All Something
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation on Hard-Tissue Compatibility of TiN Surface formed by Atmospheric-Pressure Plasma Nitriding2017

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Ichiki, Ryuji Sannomiya, Ryoto Otani, Shuichi Akamine, Seiji Kanazawa
    • 学会等名
      International Symposium on Dry Process
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧プラズマ窒化法による貫通穴内壁の硬化処理2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大,金澤誠司
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第174回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマジェット拡散処理系における窒素供給量の制御法2017

    • 著者名/発表者名
      市來龍大,河野将之,小野本達郎,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      Plasma Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマによるオーステナイト系ステンレス鋼の窒化2017

    • 著者名/発表者名
      來龍大,前田章秀,木元亮太,西口宏泰,赤峰修一,金澤誠司,小野本達郎
    • 学会等名
      日本熱処理技術協会第84回秋季講演大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマ窒化系における真空パージの有効性の検証2017

    • 著者名/発表者名
      千葉清芽,市來龍大,山之内健太,中谷達行,上野崇寿,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      電気学会プラズマ・パルスパワー・放電合同研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマによる拡張オーステナイト相形成の可能性2016

    • 著者名/発表者名
      前田章秀,市來龍大,冨塚凌,赤峰 修一,金澤 誠司
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会九州・沖縄・山口支部 第20回支部大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 酸化抑制のための大気圧プラズマ浸窒焼入れ実験系の開発2016

    • 著者名/発表者名
      河野将之,市來龍大,三谷将樹,赤峰 修一,金澤 誠司,金山信幸
    • 学会等名
      プラズマ核融合学会九州・沖縄・山口支部 第20回支部大会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧平板型バリア放電による窒化の実証と応用の提案2016

    • 著者名/発表者名
      市來龍大,津留卓斗,喜多村圭一,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      第82回日本熱処理技術協会講演大会
    • 発表場所
      名城大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-12-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Application Of Atmospheric-Pressure Plasma Nitriding To Complex-Shaped Steels2016

    • 著者名/発表者名
      R. Ichiki, K. Yamanouchi, A. Maeda, H. Yamamoto, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 学会等名
      21st International Conference on Gas Discharges and their Applications
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Demonstration Of Nitriding By Dielectric Barrier Discharge And Investigation Of Treatment Range Controllability2016

    • 著者名/発表者名
      K. Kitamura, R. Ichiki, T. Tsuru, S. Akamine, and S. Kanazawa
    • 学会等名
      21st International Conference on Gas Discharges and their Applications
    • 発表場所
      名古屋大学(名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大気圧プラズマ窒化した医療用チタン合金の硬組織適合性の調査2016

    • 著者名/発表者名
      三宮竜二,市來龍大,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ研究会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪市)
    • 年月日
      2016-08-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 誘電体バリア放電による窒化パターニングの可能性の検証2016

    • 著者名/発表者名
      喜多村圭一,市來龍大,津留卓斗,赤峰 修一,金澤 誠司
    • 学会等名
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州市)
    • 年月日
      2016-08-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマ窒化した窒化チタンのリン酸カルシウム膜形成の調査2016

    • 著者名/発表者名
      三宮竜二,市來龍大,赤峰 修一,金澤 誠司
    • 学会等名
      平成28年電気学会基礎・材料・共通部門大会
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州市)
    • 年月日
      2016-08-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Atmospheric-Pressure Plasma Nitriding using Dielectric Barrier Discharge2016

    • 著者名/発表者名
      Takuto Tsuru, Ryuta Ichiki, Keiichi Kitamura, Shuichi Akamine, and Seiji Kanazawa
    • 学会等名
      18th International Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      高雄市(台湾)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nitriding of Holes Cavity by Atmospheric-pressure Plasma Jet2016

    • 著者名/発表者名
      Kenta Yamanouchi, Akihide Maeda, Ryuta Ichiki, Hirofumi Yamamoto, Shuichi Akamine, and Seiji Kanazawa
    • 学会等名
      18th International Conference on Plasma Physics
    • 発表場所
      高雄市(台湾)
    • 年月日
      2016-06-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 誘電体バリア放電による窒化の実証と処理範囲制御性の調査2016

    • 著者名/発表者名
      喜多村圭一,市來龍大,津留卓斗,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマジェットによる貫通穴の内壁の窒化処理2016

    • 著者名/発表者名
      山野内健太,前田章秀,市來龍大,山本宏文,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      電気学会 プラズマ/パルスパワー/放電合同研究会
    • 発表場所
      岩手大学(盛岡市)
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Surface Nitriding by Atmospheric-Pressure Plasma Technology2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Ichiki
    • 学会等名
      13th Asia-Pacific Conference on Plasma Science and Technology
    • 発表場所
      上海市(中国)
    • 年月日
      2016-05-19
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Surface Nitriding of Metals with Atmospheric-Pressure Plasmas2016

    • 著者名/発表者名
      Ryuta Ichiki
    • 学会等名
      8th International Workshop on Plasma Scientech for All Something
    • 発表場所
      西安市(中国)
    • 年月日
      2016-04-09
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 誘電体バリア放電を用いた大気圧プラズマ窒化2016

    • 著者名/発表者名
      津留卓斗,喜多村圭一,市來龍大,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東京工業大学 (東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Improving Metal Surface with Nitrogen-Based Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      市來龍大
    • 学会等名
      7th International Workshop on Plasma Scientech for All Something
    • 発表場所
      岩手大学 (岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2015-11-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Temperature Dependence of Nitro-Quenching by Atmospheric-Pressure Plasma2015

    • 著者名/発表者名
      三谷将樹,市來龍大,岩切祐太朗,赤峰修一,金澤誠司
    • 学会等名
      9th International Conference on Reactive Plasmas
    • 発表場所
      ホノルル市 (米国)
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] 大気圧プラズマによる金属材料の高性能化

    • URL

      http://elecls.cc.oita-u.ac.jp/plasma/research/metal.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実施状況報告書
  • [備考] 大分大学工学部電気電子工学科 金澤・市來研究室

    • URL

      http://elecls.cc.oita-u.ac.jp/plasma/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [産業財産権] 窒化処理装置2017

    • 発明者名
      市來龍大,金澤誠司,中谷達行,永島正嗣,崔源煥
    • 権利者名
      市來龍大,金澤誠司,中谷達行,永島正嗣,崔源煥
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-087536
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 誘電体バリア放電による金属表層の硬化方法2016

    • 発明者名
      市來龍大,津留卓斗,喜多村圭一,赤峰修一,金澤誠司
    • 権利者名
      大分大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-056206
    • 出願年月日
      2016-03-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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