研究課題/領域番号 |
20K05322
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研究種目 |
基盤研究(C)
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配分区分 | 基金 |
応募区分 | 一般 |
審査区分 |
小区分29020:薄膜および表面界面物性関連
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研究機関 | 福井大学 |
研究代表者 |
金 在虎 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (40511100)
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研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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キーワード | 表面処理 / TiAl合金 / Cu粒子 / 耐酸化性 / 表面改質 / フッ化物層 / 酸化フッ化物層 / 導電率 / ナノ表面・界面 / ナノ構造形成・制御 / フッ素処理 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究では、強固な酸化皮膜をもつTi系金属粉末やCu粉末に対して、フッ素系ガスを用いた精密表面処理を行い、表面上に存在する強固な酸化皮膜の破壊挙動とそのメカニズムを解明することで、高温大気中での酸化膜の急速な成長に伴う焼結不良や導電性低下などの問題解決を試みる。特にフッ素導入量と酸化皮膜の破壊挙動に関する定量化と、優れた高耐酸化性をもつ酸化フッ化皮膜の最適化を確立することで、様々な金属微粒子の特性改善と製造プロセスへの適用が可能となり、幅広い分野での応用が期待できる。
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研究成果の概要 |
本研究では、チタン合金や銅などの金属微粒子の表面上に存在する強固な酸化皮膜から高耐酸化性を有するフッ化物表面層の創出を試みた。TiAl合金の場合、大気中で1000℃まで加熱した未処理試料は表面は腐食され、金属酸化物層が大きく成長したことに対して、フッ素処理試料は質量増加が殆どなく、加熱前の表面状態を維持した。Cu金属の場合、大気下150℃で30分加熱するだけで黒く変色しており、耐食性に大きな課題にあることに対してフッ素処理を行うことで、耐酸化性の高いCuxOF層が表面上に形成され、高い耐食性と高導電性を有する銅金属の開発に成功した。特に酸素とフッ素の混合ガスによる表面フッ素処理が有効であった。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
フッ素系ガスを用いた精密フッ素化処理技術によるチタンや銅などの金属微粒子の表面改質を行い、表面上に存在する強固な酸化皮膜の破壊挙動とそのメカニズムを解明することで、高温大気中での酸化膜の急速な成長に伴う焼結不良や導電性低下などの問題解決を試みる。特にフッ素導入量と酸化皮膜の破壊挙動に関する定量化と、表層に形成される酸化フッ化皮膜に関する熱的挙動や安定性を確認することで、酸化皮膜改質の最適フッ素化条件を見出し、様々な金属微粒子の特性改善と製造プロセスへの適用が可能であることから、幅広い分野での応用が期待できる。
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