反応性プラズマ溶射法による高品位窒化アルミニウム皮膜創製技術の確立

• 研究課題/領域番号: 21760583
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 山田 基宏 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00432295)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: プラズマ溶射 / 窒化アルミニウム / 窒化反応 / コーティング

研究概要

絶縁セラミックス材料でありながら、高い熱伝導率を持つ窒化アルミニウム(AlN)は有用であるが、難加工材料であり、厚い層として形成する有効な手段は未だない。本研究ではアルミニウムおよびアルミナ粉末材料を窒素/水素プラズマ中で溶融させるとともに反応させる反応性プラズマ溶射により、AlNを主成分とする皮膜の作製に至った。また、形成された皮膜が主に立方晶構造であったことから、同じ構造を持つ酸窒化物を経ての反応過程であることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Reactive atmospheric plasma spraying of AlN coating:Influence of aluminum feedstock particle size (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien, M.Yamada, T.Yasui, M.Fukumoto
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology Vol.20, No.3 ページ: 580-589
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of NH4Cl powder addition for fabrication of aluminum nitride coating in reactive atmospheric plasma spray process (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien, M.Yamada, T.Yasui, M.Fukumoto
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology Vol.20, No.1-2 ページ: 205-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reaction and nitridation of Al2O3 powder in reactive atmospheric plasma spraying (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, M.Shahien, T.Yasui, M.Fukumoto
  • 雑誌名: Proceedings of Processing and Fabrication of Advanced Materials XIX ページ: 1452-1463
• [雑誌論文] Reactive atmospheric plasma spraying of AlN coating : Influence of aluminum feedstock particle size (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 巻: 20-3 ページ: 580-589
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructure of interfacial region between cold-sprayed copper coating and AlN substrate coated with sputtered titanium and copper (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakano
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 巻: 20-3 ページ: 407-411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of NH_4Cl powder addition for fabrication of aluminum nitride coating in reactive atmospheric plasma spray process (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 巻: 20-1-2 ページ: 205-212
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of titanium dioxide (TiO2) powders for cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 雑誌名: Proceedings of Processing and Fabrication of Advanced Materials XIX ページ: 1174-1184
• [雑誌論文] Reaction and nitridation of Al2O3 powder in reactive atmospheric plasma spraying (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Processing and Fabrication of Advanced Materials XIX ページ: 1452-1463
• [雑誌論文] A New Method for measuring shear adhesion strength of ceramic cold spray splats (2010)
  • 著者名/発表者名: M.E.Dickinson
  • 雑誌名: Nanoscience and Nanotechnology Letters 巻: 2 ページ: 348-351
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold Spraying of TiO2 photocatalyst coating with nitrogen process gas (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 巻: 19-6 ページ: 1218-1223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Influence of feedstock powder for fabrication of aluminum nitride in reactive atmospheric plasma spray process (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Proceedings of International Thermal Spray Conference 2010 巻: (CD)
• [雑誌論文] Deposition of TiO2 ceramic particles on cold spray process (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of International Thermal Spray Conference 2010 巻: (CD)
• [雑誌論文] Fabrication of A1N coatings by reactive atmospheric plasma spray nitriding of Al powders (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Materials Transactions 51-55(In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition behavior of copper fine particles onto flat substrate surface in cold spraying (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 19(1-2) ページ: 89-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Reactive atmospheric plasma spraying of aluminum nitride based coating (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of Processing and Fabrication of Advanced Materials XVIII ページ: 1999-2006
• [雑誌論文] Effect of ambient pressure on flattening behavior of thermal sprayed particles (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yang
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 18(4) ページ: 510-518
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study of wetting on flattening behavior of thermal sprayed particles (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yang
  • 雑誌名: Proceedings of the 4^<th> Asian Thermal Spray Conference ページ: 226-231
• [雑誌論文] Fabrication of aluminum nitride based coating by reactive atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Proceedings of the 4^<th> Asian Thermal Spray Conference ページ: 124-129
• [雑誌論文] Cold spraying of Ti02 photocatalyst coating (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the 4^<th> Asian Thermal Spray Conference ページ: 12-16
• [雑誌論文] Fabrication of aluminum nitride coating by atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of 19th International Symposium on Plasma Chemistry
• [雑誌論文] Nitriding of Al powder and fabrication of A1N films by atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 雑誌名: Proceedings of the tenth International Symposiumon Sputtering & Plasma Processes ページ: 468-471
• [雑誌論文] Influence of process gas conditions upon fabrication of titanium dioxide coating by cold spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of ASMP 2009
• [雑誌論文] Fabrication of Cu-MoS2 composite coating by cold spraying and evaluative of its property (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 雑誌名: Proceedings of the International Thermal Spray Conference 2009 ページ: 326-330
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition behavior of copper particles onto flat substrate surface in cold spraying (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto
  • 雑誌名: Proceedings of the International Thermal Spray Conference 2009 ページ: 273-278
  • 査読あり
• [学会発表] コールドスプレーおよびサスペンション溶射により作製した光触媒酸化チタン皮膜の特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] The effect of substrate on adhesion strength of cold-sprayed TiO2 coating (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] The synthesis of TiO2 powder via hydrolysis method for cold spray process (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 学会等名: 日本セラミックス協会2011年年会
  • 発表場所: 静岡大学
  • 年月日: 2011-03-17
• [学会発表] Reaction and nitridation of Al2O3 powder in reactive atmospheric plasma spraying (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, M.Shahien, T.Yasui, M.Fukumoto
  • 学会等名: Processing and Fabrication of Advanced Materials XIX
  • 発表場所: The University of Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2011-01-17
• [学会発表] Synthesis of titanium dioxide (TiO2) powders for cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 学会等名: Processing and Fabrication of Advanced Materials XIX
  • 発表場所: The University of Auckland, New Zealand
  • 年月日: 2011-01-16
• [学会発表] Synthesis of titanium dioxide powders via hydrolysis of titanyl sulphate for cold spray coating (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 学会等名: 日本溶射協会第92回全国講演大会
  • 発表場所: 川崎市産業振興会館
  • 年月日: 2010-11-30
• [学会発表] コールドスプレー酸化チタン粒子の密着強度評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 日本溶射協会第92回全国講演大会
  • 発表場所: 川崎市産業振興会館
  • 年月日: 2010-11-29
• [学会発表] コールドスプレー法によるCFRP基材上への金属皮膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: Jon Affi
  • 学会等名: 第18回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] コールドスプレー法によるアナターゼ型酸化チタン成膜 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 第18回機械材料・材料加工技術講演会
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-11-28
• [学会発表] Controlling of nitriding process on reactive plasma spraying of Al particles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien, M.Yamada, T.Yasui, M.Fukumoto
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: グランキューブ大阪
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] The synthesis of sol-gel titanium dioxide (TiO2) powder for cold spray (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Tjitra Salim
  • 学会等名: 3rd International Congress on Ceramics
  • 発表場所: グランキューブ大阪
  • 年月日: 2010-11-17
• [学会発表] コールドスプレー粒子/基材界面の微細組織観察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Influence of particle shape on low pressure cold spraying (2010)
  • 著者名/発表者名: Jon Affi
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] コールドスプレー粒子の密着強度評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 島幸一郎
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] アルミナ粉末を用いた大気中反応性プラズマ溶射による窒化アルミニウム皮膜の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, M.Shahien, 安井利明, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本溶射協会第91回全国講演大会
  • 発表場所: たかつガーデン,大阪
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] 溶射粒子偏平挙動および皮膜特性に及ぼす雰囲気圧力の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 日本溶射協会第91回全国講演大会
  • 発表場所: たかつガーデン,大阪
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] 溶射およびコールドスプレー銅粒子の付着メカニズム (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 日本溶射協会第91回全国講演大会
  • 発表場所: たかつガーデン,大阪
  • 年月日: 2010-07-05
• [学会発表] Cold spray deposition of TiO2 nanostructured particles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: 12th International Ceramics Congress
  • 発表場所: Montecatini Terme, Italy
  • 年月日: 2010-06-07
• [学会発表] Deposition of TiO2 ceramic particles on cold spray process (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2010
  • 発表場所: Raffles City Convention Centre, Singapore
  • 年月日: 2010-05-03
• [学会発表] Influence of feedstock powder for fabrication of aluminum nitride in reactive atmospheric plasma spray process (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2010
  • 発表場所: Raffles City Convention Centre, Singapore
  • 年月日: 2010-05-03
• [学会発表] Enhancement of Reactive Atmospheric Plasma Sprayed Aluminum Particles (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 学会等名: IC-PLANTS 2010
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-03-11
• [学会発表] Reactive atmospheric plasma spraying of aluminum nitride based coating (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: PFAM XVIII
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Study of wetting on flattening behavior of thermal sprayed particles (2009)
  • 著者名/発表者名: K.Yang
  • 学会等名: ATSC 2009
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Fabrication of aluminum nitride based coating by reactive atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 学会等名: ATSC 2009
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Cold spraying of Ti02 photocatalyst coating (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: ATSC 2009
  • 発表場所: Xi'an, China
  • 年月日: 2009-10-22
• [学会発表] Fabrication of aluminum nitride coating by atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: ISPC-19
  • 発表場所: Bochum, Germany
  • 年月日: 2009-07-28
• [学会発表] Nitriding of Al powder and fabrication of A1N films by atmospheric plasma spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Shahien
  • 学会等名: ISSP 2009
  • 発表場所: 金沢
  • 年月日: 2009-07-10
• [学会発表] Influence of process gas conditions upon fabrication of titanium dioxide coating by cold spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada
  • 学会等名: ASMP 2009
  • 発表場所: Penag, Malaysia
  • 年月日: 2009-06-02
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://isf.me.tut.ac.jp/