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Elucidating the deposition and film formation mechanism of plasma-assisted aerosol deposition (PAD) process

研究課題

研究課題/領域番号 20K05161
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26050:材料加工および組織制御関連
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

山田 ムハマドシャヒン (SHAHIEN Mohammed)  国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 研究員 (90868746)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022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)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードPlasma assistance AD / Single particle / Bonding mechanism / Deposition mechanism / Single particle impact
研究開始時の研究の概要

Utilization of plasma assistance to aerosol deposition (PAD) significantly improved the deposition rate and enabled the 3D coverage. However, it is difficult to clarify the complete PAD mechanism during the coating formation, where huge number of particles are deposited on substrate. This study proposes a new concept to clarify the PAD mechanism via elucidating:
① Plasma-assistance mechanism of the single particle kinetics and characteristics in the plasma.
② Adhesion phenomenon and bonding mechanism of single particle.
③ Adhesion phenomenon and bonding mechanism in the coating layer.

研究成果の概要

In this project, I developed the single particle (coating built-up unit) concept to investigate the PAD mechanism. The behavior of the single particle deposition was investigated by using a multi-layer high-speed shutter (to avoid the huge number of particle depositions).

研究成果の学術的意義や社会的意義

The single particle concept was promising to clarify the coating formation and bonding mechanisms of the new coating region of PAD. It was helpful to promote technology development and enable the formation of thick and dense coatings on different shapes of objects from flat to 3D.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Hybrid Aerosol Deposition of Dense Al2O3 Coatings and Evaluation of the Through-Thickness Effect2023

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda
    • 雑誌名

      roceeding of the International Thermal Spray Conference and Exposition (ITSC 2023)

      巻: 05 ページ: 443-449

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluating the Mechanical Properties of Dense Hybrid Aerosol Deposition Alumina Coatings Using the Nanoindentation Method2022

    • 著者名/発表者名
      Sanami Kosuke、Shahien Mohammed、Yumoto Atsushi、Akedo Jun、Shinoda Kentaro
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Spray Technology

      巻: 32 号: 2-3 ページ: 729-736

    • DOI

      10.1007/s11666-022-01518-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid Aerosol Deposition Process and Its Applicability Towards Carbon Neutrality2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Masato Suzuki, Yong Fan, and Norihiko Iki
    • 雑誌名

      Proceeding of the 9th Tsukuba International Coating Symposium (TICS 9)

      巻: 12 ページ: 27-28

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Hard Dense Ceramic Coatings on Different Substrate Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Jun Akedo
    • 雑誌名

      Proceeding of the 9th Tsukuba International Coating Symposium (TICS 9)

      巻: 12 ページ: 45-45

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Hybrid aerosol deposition as an outstanding prospective for dense barrier ceramic coatings deposition on different substrates2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Jun Akedo
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Thermal Spray Conference and Exposition (ITSC 2022)

      巻: DVS 380 ページ: 709-715

    • DOI

      10.31399/asm.cp.itsc2022p0709

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Mechanical Properties of Dense HAD Al2O3 Coatings by Nanoindentation method2022

    • 著者名/発表者名
      Kosuke Sanami, Mohammed Shahien, Atsushi Yumoto, Kentaro Shinoda, Jun Akedo
    • 雑誌名

      Proceeding of the International Thermal Spray Conference and Exposition (ITSC 2022)

      巻: DVS 380 ページ: 453-460

    • DOI

      10.31399/asm.cp.itsc2022p0453

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Hybrid Aerosol Deposition of Dense Al2O3 Coatings and Evaluation of the Through-Thickness Effect2023

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Jun Akedo
    • 学会等名
      The International Thermal Spray Conference and Exposition (ITSC 2023), Canada
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Hybrid Aerosol Deposition Process and Its Applicability Towards Carbon Neutrality2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Masato Suzuki, Yong Fan, and Norihiko Iki
    • 学会等名
      The 9th Tsukuba International Coating Symposium (TICS 9), Tsukuba, japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Hard Dense Ceramic Coatings on Different Substrate Materials2022

    • 著者名/発表者名
      Mohammed Shahien, Kentaro Shinoda, Jun Akedo
    • 学会等名
      The 9th Tsukuba International Coating Symposium (TICS 9), Tsukuba, japan
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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