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皮膜の強度に及ぼす基材表面のテクスチャの影響

研究課題

研究課題/領域番号 25420008
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東京大学

研究代表者

藤本 浩司  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40182993)

連携研究者 上西 幸司  東京大学, 大学院工学系研究科, 准教授 (60311776)
研究協力者 小林 明  
関根 政直  
橋本 那音  
佐々木 夏生  
山下 陽平  
山内 洋平  
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 *注記
5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2014年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード皮膜 / コーティング / テクスチャリング / き裂 / 剥離 / 応力解析 / 材料強度 / 界面 / テクスチャ / 応力 / 応力拡大係数 / き裂(割れ) / 粗面化
研究成果の概要

近年、表面改質の一手法として、皮膜を施すことが多いが、割れや剥離が問題となる。一般に、皮膜の密着強度を高めるためには基材表面に粗面化やテクスチャリングを施すことが多いが、基材表面の幾何学的形状は皮膜に発生する応力に影響し、皮膜の割れや剥離の挙動に影響を与えることが予想される。本研究では、幾通りかの粗面化ないしはテクスチャを施した基材表面にジルコニア皮膜を施した試験片の引張試験を行い、皮膜の断面におけるき裂長さを定量的に測定することにより、皮膜に蓄えられるひずみエネルギーと相関があることが確認できた。また、連続分布転位法により、界面が規則正しくうねっている場合の高精度の応力解析の手法を確立した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 謝辞記載あり 4件、 査読あり 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Research on Metal Coatings on Plastic Substrate by Gas Tunnel Type Plasma Spraying2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kobayashi, Tsunehiro Takeuchi, Hiroyuki Koizumi, Kimiya Komurasaki, Koji Fujimoto, Yasutaka Ando, Subramaniam Yugeswaran
    • 雑誌名

      プラズマ応用と複合機能材料

      巻: 25 ページ: 33-33

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] On the Cracking and Delamination of Brittle Coating with Textured Interface2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujimoto, Naoto Hashimoto, Yohei Yamashita, Koji Uenishi, Masanao Sekine
    • 雑誌名

      プラズマ応用と複合機能材料

      巻: 25 ページ: 37-38

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Oxidation Mechanism of Metal Coatings on Plastic Substrate by Gas Tunnel Type Plasma Spraying2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Kobayashi, Tsunehiro Takeuchi, Hiroyuki Koizumi, Kimiya Komurasaki, Koji Fujimoto, Yasutaka Ando, Subramaniam Yugeswaran
    • 雑誌名

      Advances in Applied Plasma Science

      巻: 10 ページ: 59-59

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of Textured Interface on Cracking of Brittle Coatings2015

    • 著者名/発表者名
      Naoto HASHIMOTO, Natsumi SASAKI, Masanao SEKINE, Koji UENISHI and Koji FUJIMOTO
    • 雑誌名

      Frontier of Applied Plasma Technology

      巻: 8 ページ: 48-49

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Study on Relation between Interface Geometry and Cracking of Brittle Coating2015

    • 著者名/発表者名
      Yohei YAMASHITA, Naoto HASHIMOTO, Koji UENISHI, Masanao SEKINE and Koji FUJIMOTO
    • 雑誌名

      プラズマ応用と複合機能材料

      巻: 24 ページ: 71-71

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 周期的にうねった形状の界面を有する皮膜の弾性解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤本浩司
    • 雑誌名

      日本機械学会北海道支部第53回講演会講演概要集

      巻: No.142-2 ページ: 1-2

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 正弦波状にうねった界面を有する皮膜の熱応力解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤本浩司
    • 雑誌名

      プラズマ応用科学

      巻: 22 ページ: 103-110

    • NAID

      40020528134

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Textured Interface on Cracking of Brittle Coating2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Hashimoto, Natsumi Sasaki, Masanao Sekine, Koji Uenishi, Koji Fujimoto
    • 雑誌名

      プラズマ応用と複合機能材料

      巻: 23 ページ: 83-84

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cracking of Zirconia Coating Fabricated by Plasma Technique Due to Equi-Biaxial Tension2013

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujimoto, Naoto Hashimoto, Masanao Sekine, Koji Uenishi
    • 雑誌名

      Frontier of Applied Plasma Technology

      巻: 6 ページ: 87-90

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 連続分布転位法による皮膜層内のき裂の解析 ―― 異材界面近傍の転位の解の応用 ――2013

    • 著者名/発表者名
      藤本浩司
    • 雑誌名

      プラズマ応用科学

      巻: 21 ページ: 109-116

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Research on Metal Coatings on Plastic Substrate by Gas Tunnel Type Plasma Spraying2016

    • 著者名/発表者名
      Akira Kobayashi, Tsunehiro Takeuchi, Hiroyuki Koizumi, Kimiya Komurasaki, Koji Fujimoto, Yasutaka Ando, Subramaniam Yugeswaran
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      タイ・バンコク
    • 年月日
      2016-03-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] On the Cracking and Delamination of Brittle Coating with Textured Interface2016

    • 著者名/発表者名
      Koji Fujimoto, Naoto Hashimoto, Yohei Yamashita, Koji Uenishi, Masanao Sekine
    • 学会等名
      The 9th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      タイ・バンコク
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oxidation Mechanism of Metal Coatings on Plastic Substrate by Gas Tunnel Type Plasma Spraying2015

    • 著者名/発表者名
      Akira Kobayashi, Tsunehiro Takeuchi, Hiroyuki Koizumi, Kimiya Komurasaki, Koji Fujimoto, Yasutaka Ando, Subramaniam Yugeswaran
    • 学会等名
      The Tenth International Symposium on Applied Plasma Science
    • 発表場所
      奈良ホテル(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2015-09-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Study on Relation between Interface Geometry and Cracking of Brittle Coating2015

    • 著者名/発表者名
      Yohei YAMASHITA, Naoto HASHIMOTO, Koji UENISHI, Masanao SEKINE and Koji FUJIMOTO
    • 学会等名
      The 8th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      米国・ホノルル・Doubletree by Hilton Hotel Alana Waikiki
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期的にうねった形状の界面を有する皮膜の弾性解析2014

    • 著者名/発表者名
      藤本浩司
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部第53回講演会
    • 発表場所
      室蘭・室蘭工業大学
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Textured Interface on Cracking of Brittle Coating2014

    • 著者名/発表者名
      Naoto Hashimoto, Natsumi Sasaki, Masanao Sekine, Koji Uenishi, Koji Fujimoto
    • 学会等名
      The 7th International Workshop on Plasma Application and Hybrid Functionally Materials
    • 発表場所
      中国・香港・香港理工大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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