超高強度・耐摩耗性炭窒化ホウ素の気相合成法開発

• 研究課題/領域番号: 25289259
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・組織制御工学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大竹 尚登 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (40213756)
• 研究協力者: 赤坂 大樹 ; 稗田 純子 ; KAMIS Shahira Binti ; MUNOZ GUIJOSA Juan ; 近藤 翔太 ; 塙 隆夫 ; 堤 祐介
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円); 2013年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: 材料加工・処理 / 薄膜プロセス / アダマント薄膜 / コーティング / 炭窒化ホウ素

研究成果の概要

ダイヤモンドとc-BNの中間の性質を持つと期待されるBCN系材料への注目が集まりつつある．本研究では，電磁気フィルタを用いて高エネルギーのイオンを抽出することのできるFiltered Cathodic Vacuum Arc (FCVA)装置を開発し，BとCの混合ターゲットと窒素ガスを用いてBCN系膜を合成し，その構造及び組成が機械的特性にどのような影響を及ぼすかを詳細に検討した．その結果，N量が2-7at.%の場合に,比較的高硬さで，トライボロジー特性に優れ，耐酸化性を有するBCNコーティングを実現出来ることを明らかにした．最高の膜硬さは，Nを含まないBC膜で得られ，67.1GPaに達した．

研究成果

• [雑誌論文] Tribological and thermal stability study of nanoporous amorphous boron carbide films prepared by pulsed plasma chemical vapor deposition (2015)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza, Naoto Ohtake, Hiroki Akasaka, Juan M. Munoz-Guijosa.
  • 雑誌名: Sci. Technol. Adv. Mater. 巻: 16 号: 3 ページ: 35007-35019
  • DOI: 10.1088/1468-6996/16/3/035007
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mechanical characterization of segment-structured hydrogen-free a-C films fabricated by filtered cathodic vacuum arc method (2015)
  • 著者名/発表者名: Shouta Kondou, Shahira Liza, Naoto Ohtake, Hiroki Akasaka, Makoto Matsuo, Yoshinao Iwamoto
  • 雑誌名: Surface & Coating Technology 巻: 278 ページ: 71-79
  • DOI: 10.1016/j.surfcoat.2015.07.069
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Synthesis of Porous Amorphous Boron-Carbide(a-CB:H)Film and Characterization of Their Behavior in Different Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza Kamis, Hiroki Akasaka, Naoto Ohtake
  • 雑誌名: Proc. 15th Inteenational Conference on Precision Engineering 巻: 1 ページ: 283-287
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Deposition and Characterization of Segment-structured Tetrahedral Amorphous Carbon Films (2016)
  • 著者名/発表者名: Naoto Ohtake
  • 学会等名: International Conference on Materials Processing Technology 2016
  • 発表場所: 東海大学
  • 年月日: 2016-03-29
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Mechanical Properties and Tribological Behaviors of Boron-doped Diamond-like Carbon (DLC) Film (2015)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza Kamis, Naoto Ohtake, Hiroki Akasaka, Juan M. Munoz‐Guijosa
  • 学会等名: International Tribology Conference2015
  • 発表場所: 東京理科大学
  • 年月日: 2015-09-16
  • 国際学会
• [学会発表] パルスプラズマCVD法により作製したa-BC:H膜の血液適合性 (2015)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza Kamis, Junko Hieda, Makoto Matsuo, Yoshinao Iwamoto, Yusuke TsuTsumi, Akiko Nagai, Takao Hanawa, Hiroki Akasaka, Naoto Ohtake
  • 学会等名: 日本機械学会2015年度年次大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] Deposition of a-BCN film by reactive magnetron sputtering (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Fujii, Kei Saito, SHAHIRA LIZA KAMIS, Hiroki Akasaka, Naoto Ohtake
  • 学会等名: ISPlasma2015
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市千種区）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-31
• [学会発表] DLC 膜の現在と将来展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大竹尚登
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 東海大学（神奈川県・平塚市）
  • 年月日: 2015-03-11 – 2015-03-14
  • 招待講演
• [学会発表] FCVA法によるセグメント構造DLC膜の作製 (2014)
  • 著者名/発表者名: 近藤翔太, 岩本喜直, 松尾誠, 赤坂大樹, 大竹尚登
  • 学会等名: 第28回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 東京電機大学（東京都・足立区）
  • 年月日: 2014-11-19 – 2014-11-21
• [学会発表] Tribological study of amorphous boron carbon nitride(a-BCN:H)films (2014)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza Kamis, Naoto Ohtake, Hiroki Akasaka
  • 学会等名: IUMRS-ICA2014
  • 発表場所: 福岡大学（福岡県・福岡市城南区）
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-30
• [学会発表] PREPARATION AND MECHANICAL CHARACTERIZATION OF AMORPHOUS BORON CARBON NITRIDE FILMS (2014)
  • 著者名/発表者名: Shahira Liza Kamis, Naoto Ohtake, Hiroki Akasaka
  • 学会等名: ICMP2014
  • 発表場所: Cobo Center，Detroit(USA)
  • 年月日: 2014-06-09 – 2014-06-13
• [学会発表] FCVA法にほるアモルファス炭化ボロン膜の合成と機械的・電気的特性の評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 齋藤啓,藤井瞭,赤坂大樹,大竹尚登
  • 学会等名: 第27回ダイヤモンドシンポジウム
  • 発表場所: 日本工業大学