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新規熱プラズマCVD法による優れた耐磨耗性セラミックスコーティングと微構造

研究課題

研究課題/領域番号 21560737
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 材料加工・処理
研究機関芝浦工業大学 (2011)
北海道大学 (2009-2010)

研究代表者

清野 肇  芝浦工業大学, 工学部, 准教授 (50281788)

研究分担者 嶋田 志郎  北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90002310)
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011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)
2011年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2009年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード熱プラズマCVD / 薄膜 / 耐摩耗性 / アルコキシド溶液 / 超硬合金 / 微細構造 / 複合膜 / 二層膜 / 薄 / 熱プラズマCV
研究概要

熱プラズマCVD法によってWc-Co切削工具に窒化チタン(TiN)膜と部分安定化ジルコニア(PSZ)を二層コーティングした切削工具を作製し耐磨耗特性と膜の微細構造の関係を明らかにすることを目的に研究を行った.水蒸気を酸化剤として用いる手法で, TiN/PSZ二層膜の作製が可能になった.水蒸気の導入を段階的に増やした手法(段階噴霧)にすることで,耐摩耗性を向上させることが出来た.断面の微細構造観察から,切削性能の向上にはTiN/PSZ界面の密着性向上が特に重要であると考えられた.

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2012 2011 2010 2009

すべて 雑誌論文 (23件) (うち査読あり 21件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] Fabrication of Si_3N_4-based composite containing needle-like TiN synthesized using NH_3 nitridation of TiO_2 nanofiber2012

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Yuho Miyake, Yusuke Nihei, Tomoki Tumura and Shiro Shimada
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 32(7) 号: 7 ページ: 1413-1417

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2011.04.008

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Formation of needle-like titanium oxynitride particles through nitridation of hydrated titanates2011

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Tomoki Tsumura, Tateki Kiyo, Masahiro Toyoda, Shiro Shimada
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 37(6) 号: 6 ページ: 1813-1817

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2011.03.003

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] High field O-17 NMR study of defects in doped zirconia and ceria2011

    • 著者名/発表者名
      Mariko Ando, Itaru Oikawa, Yasuto Noda, Shinobu Ohki, Masataka Tansho, Tadashi Shimizu, Hajime Kiyono, Hideki Maekawa
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 192(1) 号: 1 ページ: 576-579

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2010.04.024

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defects in scandium doped barium zirconate studied by Sc-45 NMR2011

    • 著者名/発表者名
      Itaru Oikawa, Mariko Ando, Yasuto Noda, Koji Amezawa, Hajime Kiyono, Tadashi Shimizu, Masataka Tansho and Hideki Maekawa
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 192(1) 号: 1 ページ: 83-87

    • DOI

      10.1016/j.ssi.2010.04.025

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystallization and Magnetic Property of Iron Oxide Nanoparticles2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Masubuchi, Y.Satoa, A.Sawada, T.Motohashi, H.Kiyono, S.Kikkawa
    • 雑誌名

      Journal of the European Ceramic Society

      巻: 31 号: 14 ページ: 2459-2462

    • DOI

      10.1016/j.jeurceramsoc.2011.02.016

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water vapor-controlled thermal plasma chemical vapor deposition of double-layered TiN/PSZ coatings on Si and WC-Co substrates2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Sakamoto, Shiro Shimada, Hajime Kiyono, Jiro Tsujino, Isao Yamazaki
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 172(2) 号: 2 ページ: 201-206

    • DOI

      10.1016/j.mseb.2010.05.010

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermogravimetric analysis and microstructural observations on the formation of GaN from the reaction between Ga_2O_3 and NH_32010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Toshiki Sakai, Mari Takahashi, Shiro Shimada
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 312(19) 号: 19 ページ: 2823-2827

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2010.06.021

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid-phase oxidation joining of Yttria-Stabilized Zirconia via Al/Fe-Cr alloy interlayers2010

    • 著者名/発表者名
      T. Akashi, T. Shimura, H. Kiyono
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 25(25) ページ: 147-147

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1149/1.3315804

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Influence of rare earth additives and boron component on electrical conductivity of sodium rare earth borate glasses2010

    • 著者名/発表者名
      Susumu Nakayama, Takamitsu Watanabe, Taro Asahi, Hajime Kiyono, Yan Lin Aung, Masatomi Sakamoto
    • 雑誌名

      Ceramics International

      巻: 36(8) 号: 8 ページ: 2323-2327

    • DOI

      10.1016/j.ceramint.2010.07.026

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water vapor-controlled thermal plasma chemical vapor deposition of double-layered TiN/PSZ coatings on Si and WC-Co substrates2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Sakamoto, Shiro Shimada, Hajime Kiyono, Jiro Tsujino, Isao Yamazaki
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering : B

      巻: 172 ページ: 201-206

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Thermogravimetric analysis and microstructural observations on the for mation of GaN from the reaction between Ga2O3 and NH32010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Toshiki Sakai, Mari Takahashi, Shiro Shimada
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 312 ページ: 2823-2827

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Improvement of high-temperature oxidation resistance to water vapor by alumina coating on beta-sialon ceramic2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Yasunobu Noritake, Shiro Shimada
    • 雑誌名

      Transactions of the Materials Research Society of

      巻: 32 ページ: 681-684

    • NAID

      130004676355

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid-phase oxidation joining of Yttria-Stabilized Zirconia via Al/Fe-Cr alloy interlayers2010

    • 著者名/発表者名
      T.Akashi, T.Shimura, H.Kiyono
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 25 ページ: 147-153

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Resistance to Active Oxidation of Sol-Gel HfO_2 Coated SiC Polycrysta2009

    • 著者名/発表者名
      Takaya Akashi, Miho Kasajima, and Hajime Kiyono
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 16(44) ページ: 185-185

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1149/1.3224755

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Coating and spark plasma sintering of nano-sized TiN on alumina particles of different size, shape and structure2009

    • 著者名/発表者名
      Shiro SHIMADA, Anongsack PASEUTH and Hajime KIYONO
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 117 号: 1361 ページ: 47-51

    • DOI

      10.2109/jcersj2.117.47

    • NAID

      110007026738

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition and wear resistance of composite TiBC-SiC coatings on Si wafer by thermal plasma CVD2009

    • 著者名/発表者名
      Shiro SHIMADA, Yusuke FUJI, Hajime KIYONO, Jiro TSUJINO and Isao YAMAZAKI
    • 雑誌名

      Journal of the Ceramic Society of Japan

      巻: 117 号: 1364 ページ: 415-420

    • DOI

      10.2109/jcersj2.117.415

    • NAID

      10025966864

    • ISSN
      1348-6535, 1882-0743
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Ambient Gas and Temperature on Crystallization of Boron Nitride Spheres Prepared by Vapor Phase Pyrolysis of Ammonia Borane2009

    • 著者名/発表者名
      Wang, Y. T., Yamamoto, Y., Kiyono, H., Shimada, S.
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc.

      巻: 92(4) 号: 4 ページ: 787-792

    • DOI

      10.1111/j.1551-2916.2009.02941.x

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ammonia-treated Titania as an Anode Material of Lithium-ion Battery with High-rate Capability2009

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tanaike, Hajime Kiyono, Shiro Shimada, Masahiro Toyoda, and Tomoki Tsumura
    • 雑誌名

      ECS Transaction

      巻: 16(29) ページ: 151-151

    • URL

      http://dx.doi.org/10.1149/1.3115317

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation and corrosion of mullite thin film on s-sialon ceramics2009

    • 著者名/発表者名
      Noritake, Y., Kiyono, H., Shimada, S.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 403 ページ: 135-138

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.403.135

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In-situ synthesis and mechanical properties of TiN-Si_2N_2O-Si_3N_4 composites2009

    • 著者名/発表者名
      Kiyono, H., Shimada, S.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 403 ページ: 227-230

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.403.227

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition and wear resistance of composite TiBC-SiC coatings on Si wafer by thermal plasma CVD2009

    • 著者名/発表者名
      Shiro SHIMADA, Yusuke FUJI, Hajime KIYONO, Jiro TSUJINO, Isao YAMAZAKI
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Society of Japan 117

      ページ: 415-420

    • NAID

      10025966864

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ammonia-treated Titania as an Anode Material of Lithium-ion Battery with High-rate Capability2009

    • 著者名/発表者名
      Osamu Tanaike, Hajime Kiyono, Shiro Shimada, Masahiro Toyoda, Tomoki Tsumura
    • 雑誌名

      ECS Transaction 16

      ページ: 151-156

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] in-situ synthesis and mechanical properties, of TiN-Si_2N_2O-Si_3N_4 composites2009

    • 著者名/発表者名
      Kiyono, H., Shimada, S.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials 403

      ページ: 227-230

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アパタイト型ランタンケイ酸塩における酸素-17NMR測定2011

    • 著者名/発表者名
      清野肇・松田悠弥・島田敏宏・安東真理子・及川格・前川英己・後藤敦・清水禎・Pierre Florian・Dominique Massiot・中山享
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学高等教育推進機構
    • 年月日
      2011-09-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Si_3N_4系セラミックスと電解質融液の濡れ性の評価2011

    • 著者名/発表者名
      松田悠弥・勝山陽介・清野肇・島田敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学高等教育推進機構
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Si3N4系セラミックスと電解質融液の濡れ性の評価2011

    • 著者名/発表者名
      松田悠弥・勝山陽介・清野肇・島田敏宏
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第24回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学高等教育推進機構
    • 年月日
      2011-09-08
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 多孔質セラミックスを用いた電気化学プロセスによるCO_2濃縮の実験的検討2011

    • 著者名/発表者名
      勝山陽介, 清野肇, 島田敏宏
    • 学会等名
      第49回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 酸化ガリウムのアンモニア窒化による窒化ガリウムナノ粒子とミリサイズ単結晶の作製2011

    • 著者名/発表者名
      酒井利基, 清野肇, 島田敏宏, 嶋田志郎
    • 学会等名
      第49回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 針状窒化チタン-窒化ケイ素複合体の作製と窒化ケイ素相のα-β転移2011

    • 著者名/発表者名
      三宅悠帆, 清野肇, 島田敏宏, 嶋田志郎
    • 学会等名
      第49回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 水素製造のためのNi系触媒を担持した中空BN球の作製2011

    • 著者名/発表者名
      大橋利正, 清野肇, 嶋田志郎, 島田敏宏
    • 学会等名
      第49回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      岡山コンベンションセンター
    • 年月日
      2011-01-11
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Oxygen-17 MAS NMR study on La-Si-O and La-Ge-O apatite-type oxide ion conductor2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Yuya Matsuda, Toshihiro Shimada, Susumu Nakayama, Itaru Oikawa, Mariko Ando, Hideki Maekawa, Masataka Tansyo, Tadashi Shimizu
    • 学会等名
      Pachifichem 2010
    • 発表場所
      シェラトンワイキキ,ホノルル,アメリカ
    • 年月日
      2010-12-18
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] アンモニア窒化による酸化ガリウムからの窒化ガリウム作製とその粒子形状制御2010

    • 著者名/発表者名
      酒井利基, 清野肇, 島田敏宏, 嶋田志郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会東北北海道支部
    • 発表場所
      東北大学片平桜ホール,仙台
    • 年月日
      2010-10-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Fabrication of Si_3N_4 based composite containing needle-like TiN synthesized by NH_3 nitridation of TiO_2 nano-fiber2010

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Yusuke Nihei, Yuho Miyake, Tomoki Tsumura, Shiro Shimada
    • 学会等名
      International Symposium on SIALON and Non-oxi
    • 発表場所
      デデマンカッパドキア,ネブシェヒル,トルコ
    • 年月日
      2010-06-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] グラファイトへの水素付加およびグラファンの大量合成2010

    • 著者名/発表者名
      道見雄哉, 寺澤知潮, 大伴真名歩, 清野肇, 島田敏宏
    • 学会等名
      第37回炭素材料学会年会
    • 発表場所
      姫路市民会館
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 固体原料CVD法による酸化亜鉛ナノロッドと金ナノ粒子触媒効果2010

    • 著者名/発表者名
      宮本佐和子, 長谷川哲也, 酒井利基, 清野肇, 高橋博之, 米澤徹, 島田敏宏
    • 学会等名
      2010年秋季第71回応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      長崎大学文教キャンパス
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] β-サイアロンセラミックスのアルミナコーティングによる耐水蒸気酸化性の向上2009

    • 著者名/発表者名
      清野肇, 則武賢信, 嶋田志郎
    • 学会等名
      日本MRS学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜市開港記念会館(横浜)
    • 年月日
      2009-12-08
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] NH_3雰囲気熱重量測定と微細構造観察によるβ-Ga_2O_3からGaNへの窒化における反応機構の解明2009

    • 著者名/発表者名
      清野肇, 酒井利基, 嶋田志郎
    • 学会等名
      熱測定討論会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-09-30
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] アンモニアガスによるGa_2O_3のGaNへの窒化に対する速度論的考察微細構造観察2009

    • 著者名/発表者名
      酒井利基, 清野肇, 嶋田志郎
    • 学会等名
      日本セラミックス協会秋季シンポジウム
    • 発表場所
      愛媛大学(松山)
    • 年月日
      2009-09-16
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] A study on the formation of GaN from the reaction of Ga_2O_3 with NH_3 by thermogravimetric analysis and microstructural observation2009

    • 著者名/発表者名
      Hajime Kiyono, Toshiki Sakai, Mari Takahashi, Shiro Shimada
    • 学会等名
      International Conference and Exhibition of the European Ceramic Society 2011
    • 発表場所
      クラクフ(ポーランド)
    • 年月日
      2009-06-23
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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