| 研究概要 |
昨年度の経過を受け本年度も引き続き、保持温度を種々に変化させた平面基材上に飛来する各種金属材料プラズマ溶射粒子の各種基材上での偏平挙動を系統的に調査し、粒子偏平における関与因子の特定ならびにその影響を調査した。また、プラズマ溶射に加え、拘束ガスフレーム溶射にも着目し、両プロセスでの粒子偏平挙動の差異を通じ、偏平に対する粒子温度,速度因子の影響の解明を試みた。
その結果、二種に大別される粒子偏平挙動において、ディスク状偏平では偏平がある程度進行した後に全体が凝固するのに対し、スプラッシュ状偏平では初期凝固の後に偏平することから、偏平に対し初期凝固は、強大な影響因子であり、粒子スプラッシュの第一原因と推察された。新たに数種の金属材料について偏平形態を観察した結果、これまでに得た、粒子表面張力と初期凝固時間推算値との関係が室温基材上での粒子スプラッシュ発生傾向の推定を可能とするとの結論を支持する結果となった。
また、スプラッシュ状偏平では、スプラッシュは基材上を流動するよりは、むしろ初期凝固部を起点に飛散する形態で形成されると判断されたことから、この場合の粒子偏平に対し、粒子/基材間の動的ぬれ性は、主影響因子とは考え難い。また、粒子偏平に対するMadejskiモデルは、ディスク状偏平には有効であるが、スプラッシュ状偏平には新たなモデルの構成の必要性が示唆された。
さらに、通常の高速フレーム溶射粒子の偏平形態にも、基材温度の上昇に伴う遷移挙動が観察されたことから、基材温度は、粒子速度および粒子/基材界面でのぬれ性以上に粒子偏平形態、ひいては密着性を支配する影響因子であり、その管理は極めて重要であること、従って、これまで経験的に知られている、いわゆる基材予熱の物理的な意味は、粒子偏平形態の遷移に対応すること等を明らかにした。
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