超音速衝突個体セラミックス粒子接合メカニズムの解明と成膜技術としての確立

• 研究課題/領域番号: 23760696
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 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): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012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); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2011年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
• キーワード: セラミックス / 界面接合 / ナノ構造 / コールドスプレー / 酸化チタン / 加水分解

研究概要

金属の粉末材料を超音速に加速し、衝突・堆積させるコールドスプレー法において、これまで不可能とされてきたセラミックス材料の成膜を実現するため、原料粉末の重要性と界面での接合メカニズムの調査を行った。その結果、粒子構造に三大要因を満たすセラミックス粉末が厚膜を形成することを明らかにした。また、各種基材への成膜試験から、粒子/基材間の活性な新生面同士による化学結合による接合の可能性を示した。

研究成果

• [雑誌論文] プラズマ溶射中間層を用いたＣＦＲＰ基材へのコールドスプレー法によるアルミニウム成膜 (2012)
  • 著者名/発表者名: Jon Affi
  • 雑誌名: 溶射 巻: 49-2 ページ: 42-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] コールドスプレーCu基複合皮膜の組織と形成機構 (2012)
  • 著者名/発表者名: 菊池茂
  • 雑誌名: 溶射 巻: 49-3 ページ: 69-73
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bonding behavior studies of cold sprayed copper coating on the PVC polymer substrate (2012)
  • 著者名/発表者名: A. Ganesan
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 巻: 207 ページ: 262-269
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Synthesis of Titanium Dioxide (TiO2) Powder for Cold Spray Process, IOP Conf. Series (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tjitra Salim, M. Yamada, H. Nakano, M. Fukumoto
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering 巻: 18 号: 3 ページ: 32019-32019
  • DOI: 10.1088/1757-899x/18/3/032019
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of post-treatments on the powder morphology of titanium dioxide (TiO2) powders synthesized for cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tjitra Salim, M. Yamada, H. Nakano, K. Shima, H. Isago, M. Fukumoto
  • 雑誌名: Surface & Coatings Technology 巻: 206 ページ: 366-366
  • 査読あり
• [雑誌論文] コールドスプレー銅皮膜のせん断密着強度に与える粒子速度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊悠太, Jon Affi, 山田基宏, 福本昌宏, 平野雅揮, 小崎智子
  • 雑誌名: 溶射 巻: 48-4 ページ: 156-161
  • NAID: 10029483886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Aluminum Coating onto CFRP Substrate by Cold Spray (2011)
  • 著者名/発表者名: Jon Affi, Hiroki Okazaki, Motohiro Yamada and Masahiro Fukumoto
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 52-9 ページ: 1759-1763
  • NAID: 10029530204
  • 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: Hiromi Nakano, Motohiro Yamada, Masahiro Fukumoto, and Eiji Yamaguchi
  • 雑誌名: Journal of Thermal Spray Technology 巻: 20-3 ページ: 407-411
  • 査読あり
• [学会発表] Deposition behavior of cold-sprayed TiO2 coating onto various substrate materials (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada
  • 学会等名: 26th International Conference on Surface Modification Technology
  • 発表場所: Lyon, France
  • 年月日: 2012-06-20
• [学会発表] Comparative study of TiO2 photocatalyst coatings fabricated by cold spray and suspension HVOF spray processes (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2012
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
  • 年月日: 2012-05-22
• [学会発表] Deposition Behavior of Cold-Sprayed TiO2 Coating onto Various Substrate Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada
  • 学会等名: 26th International Conference on Surface Modification Technology
  • 発表場所: Lyon, France
• [学会発表] Deposition behavior and adhesion strength of cold-sprayed TiO2particles (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Hamburg, Germany
  • 年月日: 2011-09-28
• [学会発表] Deposition behavior of colds sprayed copper coating on aluminum substrate (2011)
  • 著者名/発表者名: Jon Affi, Y. Watanabe, G.P. Huang, M. Yamada, M. Fukumoto, M. Hirano, and T. Kozaki
  • 学会等名: ECO-MATES 2011
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 固相粒子積層皮膜における粒子界面の観察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田祐介, 山田基宏, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本溶射学会 第94回（2010年度秋季）全国講演大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Deposition behavior and adhesion strength of cold-sprayed TiO2 particles (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Yamada, M.E. Dickinson, K. Shima, N. Tjitra Salim, H. Nakano, and M. Fukumoto
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Hamburg, Germany
• [学会発表] The synthesis of titanium dioxide powders for cold spray (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tjitra Salim, M. Yamada, H. Nakano, H. Isago, K. Shima, and M. Fukumoto
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Hamburg, Germany
• [学会発表] The understanding on adhesion mechanism of cold sprayed TiO2 coating (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tjitra Salim, M. Yamada, H. Isago, K. Shima, H. Nakano, and M. Fukumoto
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2011
  • 発表場所: Hamburg, Germany
• [学会発表] 高速衝突固体セラミックス粒子の金属基材表面への付着挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, 島幸一郎, Michelle E. Dickinson, Noviana Tjitra Salim, 中野裕美, 福本昌宏
  • 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
• [学会発表] 固体粒子接合を実現する酸化チタン粉末の合成 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, Noviana Tjitra Salim, 中野裕美, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本ゾル‐ゲル学会 第９回討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] The bonding mechanism of cold spraying TiO2 coating (2011)
  • 著者名/発表者名: N. Tjitra Salim, H. Nakano, M. Yamada, and M. Fukumoto
  • 学会等名: 日本材料学会セラミック材料部門委員会学術講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] コールドスプレー銅皮膜の密着強度の及ぼす粒子速度の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 渡邊悠太, Jon Affi, 山田基宏, 福本昌宏, 平野雅揮, 小崎智子
  • 学会等名: 日本溶射学会 第９３回（２０１１年度春季）全国講演大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] コールドスプレー法によるＣＦＲＰ基材上への高品位金属皮膜の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 岡崎広基, Jon Affi, 山田基宏, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本溶射学会 第９３回（２０１１年度春季）全国講演大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 光触媒酸化チタン成膜におけるコールドスプレー法とサスペンション溶射法の比較 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, 砂金寛昭, N. Tjitra Salim, 中野裕美, 福本昌宏, F.-L. Toma, S. Langner, L.-M. Berger
  • 学会等名: 日本溶射学会 第９３回（２０１１年度春季）全国講演大会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] Microstructures and electrical properties of cold sprayed Cu-based composite coatings
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2012
  • 発表場所: Houston, Texas, USA
• [学会発表] Cold spray deposition on the thermoplastic and thermosetting polymer substrates: A comparative study
  • 著者名/発表者名: A. Ganesan
  • 学会等名: 5th Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Influence of particle oxidation and size distribution on deposition efficiency of Cu-based composites
  • 著者名/発表者名: S. Kikuchi
  • 学会等名: 5th Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Influence of residual stress on mechanical property of cold spray coating
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe
  • 学会等名: 5th Asian Thermal Spray Conference
  • 発表場所: つくば
• [学会発表] Influence of heat treatment on the adhesion and cohesion strength of cold-sprayed coating
  • 著者名/発表者名: Y. Watanabe
  • 学会等名: North American Cold Spray Conference
  • 発表場所: Washington, USA
• [学会発表] Cold spraying of TiO2 ceramic coating and nanoscratch test for ceramic splats
  • 著者名/発表者名: M. Yamada
  • 学会等名: Cold Spray Club
  • 発表場所: Paris, France
  • 招待講演
• [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る光触媒酸化チタン成膜
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 平成24年度 第1回 表面改質技術研究委員会
  • 発表場所: 東京
  • 招待講演
• [学会発表] 塑性流動援用膜創製 コールドスプレー技術の紹介
  • 著者名/発表者名: 山田基宏
  • 学会等名: 摩擦接合技術協会 第２回研究会
  • 発表場所: 豊橋
• [学会発表] The effect of CFRP surface treatment on the splat morphology and coating adhesion strength
  • 著者名/発表者名: A. Ganesan
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2013
  • 発表場所: 釜山, 韓国
• [学会発表] Anisotropic mechanical properties of cold sprayed copper
  • 著者名/発表者名: Y, Watanabe
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2013
  • 発表場所: 釜山, 韓国
• [備考]
  • URL: http://www.isf.me.tut.ac.jp