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微粒子エロージョン法による硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04151
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
研究機関富山県立大学

研究代表者

宮島 敏郎  富山県立大学, 工学部, 准教授 (60397239)

研究分担者 大嶋 元啓  富山県立大学, 工学部, 講師 (40511803)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
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: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードコーティング / 表面強さ / エロージョン / チッピング / 疲労 / 複合膜 / 可視化 / 遊離砥粒 / MSE / 硬質薄膜 / 評価 / 耐衝撃性 / 耐剥離性 / 微粒子 / スラリー / 摩耗
研究開始時の研究の概要

数十μmの球形投射粒子と水を合わせたスラリーを圧縮空気で高速に投射する微粒子エロージョン法によって,繰り返し衝撃・応力付与を与えることで,先端硬質薄膜材料の新しい耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を開発する.
特に,①耐チッピング性評価法の確立,②耐疲労性評価法の確立,③投射状態の可視化および投射粒子挙動と投射粒子速度の解明を統括し,先端硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を完成させる.

研究成果の概要

平均粒径3μmおよび100μmの球形投射粒子と水を合わせたスラリーを圧縮空気で高速に投射する微粒子エロージョン法によって,繰り返し衝撃・応力付与を与えることで,先端硬質薄膜材料の新しい耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を開発した.特に,①耐チッピング性評価法の確立,②耐疲労性評価法の確立,③投射状態の可視化および投射粒子挙動と投射粒子速度の解明を統括し,微粒子エロージョン法による繰り返し衝撃・応力付与機構を用いた,先端硬質薄膜の耐チッピング・耐疲労性の加速評価試験法を完成させた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で得られた結果は,金型に使用される硬質薄膜の新しい知見を提示する事ができた.また,国内外において,投射粒子径を大きくして評価する手法を提案している事例が無く,先進的な評価手法であると言える.また,粒子・液体・気体の混合での投射状態挙動の可視化を試みられた事例が少ないため,今後の研究開発に役立つことが期待できる.

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] MSE法によるWC系硬質薄膜とTiN系硬質薄膜の表面強さ評価2021

    • 著者名/発表者名
      奥井亮汰,宮島敏郎,鈴木真由美,里見大地,河村新吾
    • 学会等名
      日本設計工学会2021年度秋季研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MSE 法によるWC 系硬質薄膜の表面強さ評価2021

    • 著者名/発表者名
      奥井亮汰,宮島敏郎,鈴木真由美,里見大地,河村新吾
    • 学会等名
      日本トライボロジー学会 トライボロジー会議 2021 秋
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 微粒子エロージョン法におけるスラリー液滴の粒径計測2021

    • 著者名/発表者名
      山下航河・大嶋元啓 坂村芳孝
    • 学会等名
      日本機械学会北信越支部第50回学生員卒業研究発表講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MSE法による金型用硬質薄膜の表面強さ評価2020

    • 著者名/発表者名
      奥井亮汰・宮島敏郎・鈴木真由美・里見大地・河村新吾
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2020 秋 別府
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MSE法によるアルミダイカスト金型用硬質薄膜被覆鋼材の表面強さ評価 -基材の窒化深さによる硬質薄膜への影響2020

    • 著者名/発表者名
      瀧川響・宮島敏郎・嶋村公二・安井悌希
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2020 秋 別府
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] MSE法・微粒子エロージョン法における投射状態の可視化2019

    • 著者名/発表者名
      福島滉也・大嶋元啓・宮島敏郎・堀川教世・勝俣 力
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第59期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 投射粒子径を変えたMSE法および微粒子エロージョン法による硬質薄膜の表面強度評価2019

    • 著者名/発表者名
      山下達希・宮島敏郎・堀川教世・里見大地・河村新吾
    • 学会等名
      日本機械学会 北陸信越支部 第59期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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