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本研究では、ガストンネル型プラズマ溶射を、特に従来の大気圧中のプラズマ溶射法では高品質皮膜作製が因難である高融点セラミックス、ジルコニアの溶射に適用し、新溶射法における特徴を実験的に解明するとともに、これを傾斜機能ジルコニアコーティングの作製に適用し、以下の結果を得ている。
1.ガストンネル型プラズマジェットを用いて、現有の溶射チャンバー中においてジルコニア粉末のプラズマ溶射を行い、高品質ジルコニアコーティングが得られる最適のトーチ形状および溶射条件を決定した。また、溶射条件を変化させて高品質ジルコニアコーティングの試料を作製している。
2.この場合、皮膜のビッカース硬度は、溶射距離が小さくなるにつれ上昇し、L=30mmではHv=935の高硬度となる。このジルコニアコーティングの摩耗量は非常に小さいが、硬度特性と反対に、溶射距離の増加にともなって増加する。
これらの結果から、ジルコニア皮膜のビッカース硬度と摩耗量の関係が一意的に得られた。
3.ガストンネル型プラズマ溶射法により得られたジルコニアコーティングの断面組織を顕微鏡で観察し、気孔(欠陥)、結晶粒径などを測定するとともに、ビッカース硬度、及び摩耗量の測定を行い皮膜の構造の断面深さ方向の傾斜機能性を明らかにした。
以上のように、ジルコニアコーティングの傾斜機能性については、その断面組織観察、及び硬度測定、摩耗量の測定により明らかになっているが、今後、その性質を皮膜形成過程から検討するとともに、電気的特性などその他の特性についても解明する予定である。
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