|
この研究では、グライディングアークを導入した噴流層を用いて、粒子の高速導電性コーティングを行う新しい粉体プロセッシングについて研究を行った。最終年度である平成29年度は高速度カメラなどによる噴流層内での放電挙動と粒子の挙動の解析を行った。その結果、粒子の存在によりアーク形状が変化すると共にアークの通過面積が減ること、放電持続時間は粒子の存在に影響を受けないこと、そしてアークと粒子の接触個数は電極角度30°が最も多いことが明らかになった。特に、この角度で成膜量が一番多いことから、電極角度30°の形状が成膜には最適であることが裏付けられた。一方、固体前駆体にCu粒子を用いたPMMA粒子へのコーティングおよび固体前駆体にZn粒子を用いた酸化ケイ素粒子へのコーティングを試み、前者の場合にはCuの融点や沸点が高いためにCu膜の生成はほとんど見られなかったが、酸化ケイ素粒子上へのZn膜コーティングには成功し、セラミックなどの粒子にもこのコーティング方法が適用できることを示した。以上の結果やこれまで得られた成膜に対する放電電圧の影響とPMMA粒子の大きさによる衝突頻度の影響の実験結果などから、本方法のコーティング機構として、平滑な膜はZn蒸気による蒸着、粗い膜は一部融解したZn粒子の接触により生成し、一方、膜の引き剥がしは、粒子同士の衝突とアーク放電によるスパッタ効果であることを提案し、実験条件を変えることでこれらの効果をコントロールすることが可能であり、これにより、より良い膜を生成できると推測された。
|
