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ダイヤモンド状炭素膜の面内ヘテロ構造化による高耐久性テクスチャード金型の開発

研究課題

研究課題/領域番号 26820327
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関首都大学東京

研究代表者

清水 徹英  首都大学東京, システムデザイン学部, 助教 (70614543)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード表面テクスチャリング / ドライ加工 / ダイヤモンド状炭素 / マイクロ金型 / ヘテロ構造 / 耐摩耗性 / ボールオンディスク試験 / イオン化物理蒸着法 / マイクロ加工 / ダイヤモンド状炭素膜
研究成果の概要

本研究では、硬質/軟質相が面内方向に規則配列された「面内ヘテロ構造」を有するテクスチャード表面を実現することで,連続摺動に伴う摩耗をパッシブに利用し,軟質相の選択的摩耗を促進させることでテクスチャ構造の自己形成化を図るものである.特に提案する面内ヘテロ構造の創製手法の確立およびその基礎摩擦・摩耗特性を解明することを研究目的とした.本研究を通して,イオン化蒸着法,酸素プラズマエッチング,プラズマCVD法を同一チャンバー内で行うことにより,面内ヘテロ構造を有するDLC膜の形成に成功した.創製した面内ヘテロ構造DLC膜における軟質相の選択的な優先摩耗挙動を明らかにし本提案手法の有効性を示した.

報告書

(3件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 8件、 謝辞記載あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (22件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Process stabilization by peak current regulation in reactive high-power impulse magnetron sputtering of hafnium nitride2016

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, M. Villamayor, D. Lundin, U. Helmersson
    • 雑誌名

      Journal of Physics D: Applied Physics

      巻: 49 号: 6 ページ: 065202-065202

    • DOI

      10.1088/0022-3727/49/6/065202

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Classification of mesoscopic tribological properties under dry sliding friction for microforming operation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, M. Yang, K. Manabe
    • 雑誌名

      Wear

      巻: 330-331 ページ: 49-58

    • DOI

      10.1016/j.wear.2015.01.050

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] マイクロ金型の表面テクスチャリングとそのドライ摩擦・摩耗挙動のその場観察2015

    • 著者名/発表者名
      掛川泰, 清水徹英, 鷺坂芳弘, 楊明
    • 雑誌名

      塑性と加工

      巻: 56 号: 657 ページ: 891-896

    • DOI

      10.9773/sosei.56.891

    • NAID

      130005104159

    • ISSN
      0038-1586, 1882-0166
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Development of microforming process combined with thin film transfer printing2015

    • 著者名/発表者名
      Kazushi Koshimizu, Qiu Zheng, Tetsuhide Shimizu, Mig Yang
    • 雑誌名

      Manufacturing Review

      巻: 2015,2,6 ページ: 1-6

    • DOI

      10.1051/mfreview/2015009

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of pulse duration in high power impulse magnetron sputtering on the low-temperature growth of wurtzite phase (Ti,Al)N films with high hardness2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikawa, H. Komiya, T. Watanabe, H. Nagasaka, M.Yang:
    • 雑誌名

      Thin Solid Films

      巻: 581 ページ: 39-47

    • DOI

      10.1016/j.tsf.2014.11.076

    • 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] Micro-texturing of DLC thin film coatings and its tribological performance under dry sliding friction for microforming operation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Kakegawa, M. Yang
    • 雑誌名

      Journal of Procedia Engineering

      巻: 81 ページ: 1884-1889

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2014.10.251

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tribological characterization of boron nitride films against pure-titanium for microforming die application2014

    • 著者名/発表者名
      Y. Jin, S. Yasuhara, T. Shimizu, M. Yang
    • 雑誌名

      Journal of Procedia Engineering

      巻: 81 ページ: 1909-1914

    • DOI

      10.1016/j.proeng.2014.10.255

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] HIPIMS Deposition of TiAlN Films on Inner Wall of Micro-Dies and Its Applicability in Micro-Sheet Metal Forming2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, H.Komiya, T.Watanabe, Y. Teranishi, H. Nagasaka, K. Morikawa, M.Yang
    • 雑誌名

      Surface and Coatings Technology

      巻: In Press ページ: 44-51

    • DOI

      10.1016/j.surfcoat.2014.02.008

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Growth of (Ti, Al) N films at inner wall of sub-millimeter scale small holes by high power impulse magnetron sputtering2016

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikawa, Y. Kondo, H. Nagasaka, M. Yang
    • 学会等名
      1st International Symposium of Vacuum Soceiety of Phillipine
    • 発表場所
      Manila, Phillipine
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of HiPIMS peak current regulation in TiO2 thin film deposition2016

    • 著者名/発表者名
      M. Villamayor, T. Shmizu, R. Paulo Viloan, D. Lundin, U. Helmersson
    • 学会等名
      1st International Symposium of Vacuum Soceiety of Phillipine
    • 発表場所
      Manila, Phillipine
    • 年月日
      2016-01-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 工具摩耗の原因と コーティングや機能面付与の効果2015

    • 著者名/発表者名
      清水徹英
    • 学会等名
      平成27年度 第63回塑性加工技術フォーラム 「金型の寿命向上に向けた最新技術」
    • 発表場所
      諏訪市,長野県
    • 年月日
      2015-10-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Application of (Ti,Al)N hard coatings to micro-circular drawing die using high-power impulse magnetron sputtering2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, M. Yang
    • 学会等名
      The 8th Asian Workshop on Micro/Nano Forming Technology
    • 発表場所
      諏訪市、長野県
    • 年月日
      2015-10-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] カーボンオニオン微粒子の固体潤滑特性に及ぼすその添加量および基材表面粗さの影響2015

    • 著者名/発表者名
      戸田晶子,清水徹英,楊明
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌市,北海道
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 軟質/硬質相を面内配置した DLC 複合膜の作製とそのトライボロジー特性評価2015

    • 著者名/発表者名
      宮本武,清水徹英,楊明
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      札幌市,北海道
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Development of in-situ observation system of dynamic contact interface between dies and materials during microforming operation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Kakegawa, M. Yang
    • 学会等名
      International Conference on New Forming Technology 2015
    • 発表場所
      Glassgow, UK
    • 年月日
      2015-08-06 – 2015-08-09
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of in-situ observation system of dynamic contact interface between dies and materials during microforming operation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Kakegawa, M. Yang
    • 学会等名
      4th International Conference on New Forming Technology (ICNFT2015)
    • 発表場所
      Glasgow, UK
    • 年月日
      2015-08-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Growth and mechanical properties of (Ti, Al) N films at inner wall of sub-millimeter scale small holes deposited by HIPIMS2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikawa, Y. Kondo, H. Nagasaka, M. Yang
    • 学会等名
      6th Ineternational Conference on HIPIMS 2015
    • 発表場所
      Braunschweig, Germany
    • 年月日
      2015-06-10
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マイクロ金型摺動界面のその場観察による表面テクスチャリングの有効性検証2015

    • 著者名/発表者名
      清水徹英,掛川泰,宮本武,伊藤國吉,楊明
    • 学会等名
      平成27年度塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      慶應義塾大学 矢上キャンパス,神奈川県横浜市
    • 年月日
      2015-05-29 – 2015-05-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ金型摺動界面のその場観察による表面テクスチャリングの有効性検証2015

    • 著者名/発表者名
      清水徹英,掛川泰,宮本武、伊藤國吉,楊明
    • 学会等名
      平成27年度 日本塑性加工学会 塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      横浜市,神奈川県
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 熱フィラメントCVD法による窒化ホウ素膜の形成と純チタンに対する耐凝着性評価2015

    • 著者名/発表者名
      Jin Yong,安原重雄,清水徹英,楊明
    • 学会等名
      平成27年度 日本塑性加工学会春講演会
    • 発表場所
      横浜市,神奈川県
    • 年月日
      2015-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Classification of mesoscopic tribological properties under dry sliding friction for microforming operation2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, M. Yang, K. Manabe
    • 学会等名
      20th International Conference on Wear of Materials
    • 発表場所
      Toronto, Canada
    • 年月日
      2015-04-12 – 2015-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Classification of mesoscopic tribological properties under dry sliding friction for microforming operation2015

    • 著者名/発表者名
      Tetsuhide Shimizu, Ming Yang, Ken-ichi Manabe
    • 学会等名
      Wear of Materials (WOM)
    • 発表場所
      Tronto,Canada
    • 年月日
      2015-04-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of HIPIMS pulse frequency on low temperature deposition of TiAlN films2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikiwa, H. Komiya, H. Nagasaka, M. Yang
    • 学会等名
      IS-Plasma2015
    • 発表場所
      名古屋大学,愛知県名古屋市
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Low temperature deposition of TiAlN thin films by high-power impulse magnetron sputtering2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikiwa, H. Komiya, H. Nagasaka, Y. Kondo, M. Yang
    • 学会等名
      2014 International Conference for Leading and Young Materials Scientists
    • 発表場所
      Sanya, China
    • 年月日
      2014-12-21 – 2014-12-25
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Micro-texturing of DLC thin film coatings and its tribological performance under dry sliding friction for microforming operation2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Kakegawa, M. Yang
    • 学会等名
      International Conference on Technology of Plasticity
    • 発表場所
      名古屋国際会議場,愛知県名古屋市
    • 年月日
      2014-10-19 – 2014-10-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 乾燥摩擦の寸法効果モデルによる金属箔材の摺動摩擦挙動解析2014

    • 著者名/発表者名
      清水徹英, 楊明, 真鍋健一
    • 学会等名
      第65回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      岡山大学 津島キャンパス,岡山県岡山市
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] マイクロ金型への表面テクスチャリングとそのドライ摩擦・摩耗特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      掛川泰, 清水徹英, 楊明
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス,東京都足立区
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] HIPIMS法によるTiAlN膜の低温薄膜形成とその膜特性評価2014

    • 著者名/発表者名
      清水徹英, 渡部友太郎, 寺西義一, 長坂浩志, 小宮英俊, 楊明
    • 学会等名
      日本機械学会2014年度年次大会
    • 発表場所
      東京電機大学 東京千住キャンパス,東京都足立区
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Effects of HIPIMS Deposition Pressure on (Ti, Al)N Film Properties at Inner Wall of Sub-Millimeter Scale Small Holes2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, H. Komiya, T. Watanabe, Y. Teranishi, H. Nagasaka, K. Morikawa, M. Yang,
    • 学会等名
      4th International Conference on Fundamental and Application of HIPIMS(HIPIMS2013)
    • 発表場所
      Sheffield, UK
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-03
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of HIPIMS Pulse Duration on the Properties of TiAlN Films Deposited at Low Substrate Temperature2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimizu, T. Watanabe, Y. Teranishi, H. Nagasaka, H. Komiya, K. Morikawa, M. Yang
    • 学会等名
      E-MRS spring conference
    • 発表場所
      Lille, France
    • 年月日
      2014-05-27 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2017-05-10  

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