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表面改質処理による複合機能化合金層の物性研究

研究課題

研究課題/領域番号 61420041
研究種目

一般研究(A)

配分区分補助金
研究分野 溶接工学
研究機関大阪大学

研究代表者

松田 福久  大阪大学, 溶接工学研究所, 教授 (90028994)

研究分担者 中田 一博  大阪大学, 溶接工学研究所, 助手 (80112069)
中川 博二  大阪大学, 溶接工学研究所, 助手 (40029351)
牛尾 誠夫  大阪大学, 溶接工学研究所, 助教授 (80029248)
研究期間 (年度) 1986 – 1989
研究課題ステータス 完了 (1989年度)
配分額 *注記
31,200千円 (直接経費: 31,200千円)
1989年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1988年度: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円)
1987年度: 10,700千円 (直接経費: 10,700千円)
1986年度: 12,400千円 (直接経費: 12,400千円)
キーワード表面改質 / 複合機能化合金層 / 物性 / レ-ザ合金化法 / プラズマCVD法 / プラズマイオン窒化法 / マ-クスパッタリング法 / ア-クスパッタリング法 / 機能化 / 複合化 / セラミックスコーティング / スパッタリング / ブラズマCVD / ブラズマ表面処理 / レーザ合金化 / 表面改貭 / 薄膜コーティング / セラミックス / プラズマCVD / プラズマボロン化 / プラズマ窒化 / 金属の表面改質 / 難硬化金属の表面硬化 / プラズマイオン窒化 / ボロン化 / ニッケル合金の表面硬化 / 銅合金の表面硬化 / ホローカソード窒化
研究概要

本研究は、各種非鉄金属及び一部ステンレス鋼基板上に中厚膜の改質層を表面拡散浸透法、プラズマCVD法、ア-クスパッタリング法、プラズマイオン窒化法、ア-ク合金化法などの各種処理法を利用して、金属、非金属、セラミックスにより作成した。そしてその作成条件、改質層の特性、改質層/基板界面特性の検討を行ない総合的な評価を行なった。主要成果をまとめると次のようになる。
(1)表面溶融を伴う合金化法であるレ-ザ合金化法及びア-ク合金化法ではその合金化層の厚さは数百ミクロンから数mmと厚膜が形成できる。かつ母材との密着性は優れている。合金化層の物性は母材と合金元素との組合せで決定されるが、平衡状態図とはかならずしも一致せず、冷却速度の影響が大きい。
(2)表面拡散浸透法であるプラズマイオン窒化法では合金化層厚さは数十から数百ミクロンであり、母材との密着性は良好である。また、合金化層の物性は母材と浸透元素との組合せにより決定され、平衡状態図よりほぼ予測可能である。
(3)コ-テイング法であるプラズマCVD法やア-クスパッタリング法では母材とは関係なく、任意の機能を有する複合膜の形成が可能であるが、膜厚は数ミクロンから十数ミクロンと薄い。また母材との密着性に問題があり、密着性の改善に関する研究が今後の検討課題である。
さらに、本研究では広範囲の基板と処理法により各種の合金化層を作成することに主力を注いだため被膜の各種特性を十分検討するまでには至らなかった。このため今後数年間に亘り詳細に検討を続け総合的な成果を挙げる必要がある。

報告書

(5件)
  • 1989 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 1986 実績報告書

研究成果

(94件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (94件)

  • [文献書誌] 松田福久: "難硬化金属材料の表面硬化処理とその応用(2)-ホロ-カソ-ド放電方式による高速プラズマイオン窒化法の検討-" 溶接学会全国大会講演概要. 39. 138-139 (1986)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "ホロ-カソ-ド法およびホットフィラメント法によるイオン窒化の迅速化" 日本熱処理技術協会学術講演大会予稿集. 23. 25-26 (1986)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Rapid plasma Nitriding Process by Means of Hollow Cathode Glow Discharge." Transactions of JWRI. 16. 139-144 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Surface Hardening of Ni-base Alloys with Boronizing Technique." Transactions of JWRI. 16. 145-157 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属材料のプラズマイオン窒化法による表面改質(第1報)-プラズマイオン窒化法によるNi合金の表面硬化-" 溶接学会論文集. 5. 452-457 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Surface Hardening of Ni Alloys by Means of Plasma Ion Nitriding(PIN)Process(Report I)." Transactions of JWRI. 16. 293-299 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "難硬化金属材料の表面硬化処理とその応用(3)-Cu合金のプラズマイオン窒化法による表面硬化改質-" 溶接学会全国大会講演概要. 40. 202-203 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマCVD法によるTiNコ-ティング" 溶接学会全国大会講演概要. 41. 114-115 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマイオン窒化法によるNi合金の表面硬化改質(第2報)-X線回析法によるNi-2元系合金の窒化硬化の検討-" 溶接学会全国大会講演概要. 41. 116-117 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマイオン窒化法によるNi合金の表面硬化改質(第3報)-Ni-7%Ti,Ni-20%CrおよびNiー20%Mo合金の表面硬化に及ぼす第3元素の効果-" 溶接学会全国大会講演概要. 41. 118-119 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: "Ni合金のボロン化層の硬さ及び形態に及ぼす合金元素の影響" 日本熱処理技術協会学術講演大会予稿集. 24. 23-24 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: "DCプラズマCVD法によるYiN膜の形成" 日本熱処理技術協会学術講演大会予稿集. 25. 7-8 (1987)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属のプラズマイオン窒化法による表面改質(第2報)-プラズマイオン窒化法によるNi合金の表面硬化に及ぼす合金元素の影響-" 溶接学会論文集. 6. 436-441 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Au合金のプラズマイオン窒化法による表面硬化改質" 溶接学会全国大会講演概要. 42. 160-161 (1988)

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  • [文献書誌] 松田福久: "DCプラズマCVD法によるTiN膜形成に及ぼす各種パラメ-タの影響" 溶接学会全国大会講演概要. 43. 102-103 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Surface Hardening of Ni Alloys by Means of Plasma Ion Nitriding(PIN)Process(ReportII)-Effect of Alloying Elements on Surface Hardening-" Transactions of JWRI. 17. 407-416 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Formation of Aluminum-Boride Dispersed Layer on Aluminum Plate Surface by Laser Alloying with Boron Powder." Transactions of JWRI. 17. 457-459 (1988)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Cu合金のレ-ザ合金化(1)-キュプロニッケルへのボロン合金化-" 溶接学会全国大会講演概要. 44. 170-171 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Cu合金のレ-ザ合金化(2)-Ni量の異なるCu-Ni合金のボロン合金化-" 溶接学会全国大会講演概要. 44. 172-173 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "A1合金のレ-ザ合金化(1)-合金化層形成条件-" 溶接学会全国大会講演概要. 44. 174-175 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "A1合金のレ-ザ合金化(2)-合金化層の組織及び硬さ-" 溶接学会全国大会講演概要. 44. 176-177 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "CO_2レ-ザビ-ムによるCu-Ni合金表面でのボロン合金化層の形成" 日本熱処理技術協会学術講演大会予稿集. 28. 31-32 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマCVD法によるTiB_2膜の形成" 溶接学会全国大会講演概要. 45. 60-61 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "PTA法によるアルミニウムの表面複合合金化の研究(第1報)-炭化物合金化に関する検討-" 溶接学会全国大会講演概要. 45. 62-63 (1989)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "PTA法によるアルミニウムの表面複合合金化の研究(第2報)-Ni,Cu合金化に関する検討-" 溶接学会全国大会講演概要(投稿中). 46. (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマ粉体肉盛法によるアルミニウム表面への炭化物複合化に関する研究" 軽金属学会誌(投稿中).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属材料のプラズマイオン窒化法による表面改質(第3報)-ホロ-カソ-ド放電を利用した高速プラズマイオン窒化法の検討-" 溶接学会論文集(投稿中).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属材料のプラズマイオン窒化法による表面改質(第4報)-プラズマイオン窒化処理を行ったNi2元合金の表面硬化機構に対する検討-" 溶接学会論文集(投稿予定).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属材料のプラズマイオン窒化法による表面改質(第5報)-Ni-7TiおよびNi-20Cr合金の表面窒化硬化に及ぼす第2添加元素の影響-" 溶接学会論文集(投稿予定).

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田福久: "Laser Surface Alloying on Aluminum." 2nd International Conference on Power Beam Technology,The Welding Istitute,Stratford,UK.1990-9(投稿中). (1990)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Rapid Plasma Nitriding Process by Means of Hollow Cathode Glow Discharge." Trans. JWRI. Vol.16, No.1. 139-144 (1987-6)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, Y. Nishio: "Surface Hardening of Ni-base Alloys with Boronizing Technique." Trans. JWRI, Vol.16, No.1, 145-157, 1987-6.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakata, F. Matsuda: "Surface Modification Technology by Means of Surface Diffusion Process and Its Applications." J. JWS, Vol.56, No.6, 333-337, 1987-9.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Surface Modification of Nonferrous Metals by Means of Plasma Ion Nitriding Process(Report 1)." Quarterly J. JWS. Vol.5, No.4, 452-257, 1987-11.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Surface Hardening of Ni Alloys by Means of Plasma Ion Nitriding (PIN) Process(Report 1)." Trans. JWRI, Vol.16, No.2, 293-299, 1987-12.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakata, F. Matsuda: "Hybridization of Materials by Means of Diffusion Technique." J. JWS, Vol.57, No.4, 224-229, 1988-6.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi, S. Kiya: "Surface Modification of Nonferrous Metals by Means of Plasma Ion Nitriding Process(Report 2)." Quarterly J. JWS, Vol.6, No.3, 436-441, 1988-8.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi, S. Kiya: "Surface Hardening of Ni Alloys by Means of Plasma Ion Nitriding (PIN) Process(Report 2). -Effect of Alloying Elements on Surface Hardening-" Trans. JWRI, Vol.17, No.2, 407-416, 1988-12.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata: "Formation of Aluminum-Boride Dispersed Layer on Aluminum Plate Surface by Laser Alloying with Boron Powder." Trans. JWRI, Vol.17, No.2, 457-459, 1988-12.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Surface Modification of Nonferrous Metals by Means of Plasma Ion Nitriding Process(Report 3)." Quarterly J. JWS, Vol.8, No.2, 1990-5.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Surface Modification of Nonferrous Metals by Means of Plasma Ion Nitriding Process(Report 4)." Quarterly J. JWS.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, T. Makishi: "Surface Modification of Nonferrous Metals by Means of Plasma Ion Nitriding Process(Report 5)." Quarterly J. JWS.

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata: "Laser Surface Alloying on Aluminum." 2nd International Conference on Power Beam Technology, The Welding Institute, Stratford, UK. (1990-9)

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      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] F. Matsuda, K. Nakata, S. Shimizu, K. Nagai: "Hybridization of Carbide on Aluminum Surface by Means of PTA Process." J. Japan Institute of Light Metals.

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    • 関連する報告書
      1989 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: "Surface Hradening of Ni Alloy by means of Plasma Ion Nitriding(PIN)Process(Report2)" Trans.JWRI. 17. 407-416 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: "Formation of Aluminum-Boride Dispersed Hardened Layer on Aluminum Plate Surface by Laser Alloying with Boron Powder" Trans.JWRI. 17. 457-459 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "Al合金のレ-ザ合金化(1)" 溶接学会全国大会講演概要集. 44. 174-175 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "Al合金のレ-ザ合金化(2)" 溶接学会全国大会講演概要集. 44. 176-177 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "Cu合金のレ-ザ合金化(1)" 溶接学会全国大会講演概要集. 44. 170-171 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "Cu合金のレ-ザ合金化(2)" 溶接学会全国大会講演概要集. 44. 172-173 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "CO_2レ-ザビ-ムによるCu-Ni合金表面ボロン合金化" 日本熱処理技術協会学術講演大会予稿集. 28. 31-32 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマCVD法によるTiB_2膜の形成" 溶接学会全国大会講演概要集. 45. 60-61 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "PTA法によるアルミニウムの表面複合合金化の研究(第1報)" 溶接学会全国大会講演概要集. 45. 62-63 (1989)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "PTA法によるアルミニウムの表面複合合金化の研究(第2報)" 溶接学会全国大会講演概要集. 46. (1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "プラズマ粉体肉盛法によるアルミニウム表面への炭化物複合化に関する研究" 軽金属学会誌.

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: "Laser Surface Alloying on Aluminum" 2nd International Conference on Power Beam Technology,The Welding Institute,Stratford,UK.(1990)

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      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: "非鉄金属材料のプラズマイオン窒化法による表面改質(第3報)" 溶接学会論文集. 8. (1990)

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  • [文献書誌] 松田福久: 溶接学会全国大会講演概要集. 39. 138-139 (1986)

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      1988 実績報告書
  • [文献書誌] 松田福久: 日本熱処理技術協会講演大会講演概要集. 23. 25-26 (1986)

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      1988 実績報告書
  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: Trans.JWRI. 16. 139-144 (1987)

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  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: Trans.JWRI. 16. 145-157 (1987)

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  • [文献書誌] Fukuhisa Matsuda: Trans.JWRI. 16. 145-157 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 溶接学会論文集. 5. 452-457 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 溶接学会全国大会講演概要集. 40. 202-203 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 溶接学会全国大会講演概要集. 41. 114-115 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 溶接学会全国大会講演概要集. 41. 116-117 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 日本熱処理技術協会講演大会講演概要集. 24. 23-24 (1987)

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  • [文献書誌] 松田福久: 日本熱処理技術協会講演大会講演概要集. 25. 7-8 (1987)

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公開日: 1987-03-30   更新日: 2016-04-21  

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