空気中で施工できる金属表面レーザー窒化処理の鉄鋼及びアルミニウム材料への適用

• 研究課題/領域番号: 24K01175
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分26030:複合材料および界面関連
• 研究機関: 北見工業大学
• 研究代表者: 大津 直史 北見工業大学, 工学部, 教授 (10400409)
• 研究分担者: 平野 満大 北見工業大学, 工学部, 助教 (10911092) ; 木場 隆之 北見工業大学, 工学部, 准教授 (40567236)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2026年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2025年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円); 2024年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
• キーワード: 金属窒化処理 / 空気中 / レーザー誘起プラズマ

研究開始時の研究の概要

本研究の目的は「鉄鋼およびアルミニウム材料を“空気中で”レーザー窒化するプロセス」を構築することである。
本研究に先立ち応募者らは、ナノ秒パルスレーザーを集光してチタン材料表面に照射すると、酸素と窒素が混在する空気中において、その表面に、窒化物層が瞬間的に形成するという新奇現象を発見している。然るに現行プロセスでは、鉄鋼およびアルミニウム材料には窒化層は形成できない。
本研究ではレーザー誘起プラズマ状態を精密に制御する技術を獲得し、次にそのプラズマの状態が形成表面層に及ぼす効果を時間分解測定を駆使して明確化する。その知見に基づき、鉄鋼及びアルミニウム材料に窒化物層を形成できるプロセスの構築を図る。