| 研究課題/領域番号 |
19K04086
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
中村 雅史 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (60302329)
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| 研究分担者 |
崎野 純子 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 技術職員 (40272116)
阿相 英孝 工学院大学, 先進工学部, 教授 (80338277)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 表面改質 / Ti / PVD / 光触媒性 / 耐摩耗性 / チタン合金 / アノード酸化 / 熱酸化 / TiC / TiO2 / チタン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではドライプロセス表面改質法であるUBMスパッタリングとウェットプロセス表面改質法であるアノード酸化を複合化させてTiC膜に酸素を混合させた「TiO/TiO2混合膜」を創製し、TiCの高い硬度や優れた耐摩耗性および潤滑性と、TiO2の光触媒性の両者の特性が最適に発現する皮膜を開発する。また、得られた皮膜をナノメートルオーダーで表面凹凸微細構造化し、生体適合性にも優れる高機能化膜を創製する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，チタンやチタン合金のさらなる工業的利用を拡大するためにチタンの高機能化を検討した．チタン基材上に成膜したTiC膜やTiN膜などの硬質皮膜をアノード酸化や熱酸化することによる高機能皮膜の創製について検討した．その結果，熱酸化温度や硬質膜の元素含有量を変えることで，チタンよりも耐摩耗性に優れ，光触媒性にも優れた特性を持つ高機能膜を創製することができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，優れた特性を有し工業的に広く用いられるチタン（Ti）およびその合金の欠点である耐摩擦摩耗性改善し，さらに光触媒性を具備した高機能化なTiを作成できた．すなわち，PVD法などで成膜される硬質のTiCやTiNコーティングを熱酸化処理することで，TiO2が有する光触媒性の機能を併せ持つ高機能な皮膜を創製することができた．この結果からTiのさらなる利用拡大が期待できるため本研究の社会的意義は大きいと思われる。また，熱酸化温度による耐摩耗性と光触媒効果の影響を定量的に評価し，構造解析も行い実証的に検討した点で学術的意義も大きいと思われる．
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