| 研究課題/領域番号 |
16K05962
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
高橋 護 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90261651)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | ダイヤモンド皮膜 / 材料加工・処理 / 表面・界面物性 |
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| 研究実績の概要 |
昨年度までは，通常のアセチレン－酸素ガスならびに高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用い，現在までの研究で得られている合成条件を適用し合成を行った．この際，合成後にTi基板上に皮膜を合成することが可能となったが，合成後，合成された皮膜がはく離してしまう現象が発生した．本年度は，このはく離が発生する現象を抑制するためのダイヤモンド皮膜の合成条件を検討し，Ti基板上に燃焼炎によりダイヤモンド皮膜の合成を行った．ここで，まず，合成中の基板表面温度に着目し，この合成温度についての検討を行いダイヤモンド皮膜の合成を行った．また，燃焼炎の白心から基板表面までの距離等の合成条件も変化させ合成を行った．さらに，ダイヤモンドを合成する前にTi基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を施し，基板表面の粗さを変化させ合成を行った．その結果，通常のアセチレン－酸素ガスならびに高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用い，燃焼炎法によりTi基板上にダイヤモンド皮膜を合成した際，はく離が発生する現象を抑制することが可能となり，その合成条件を求めることができた．また，合成された皮膜を走査型電子顕微鏡等によりその結晶形状等の特性を評価し，高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用いTi基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成できることを確認した．
また，引っかき試験装置を用いてダイヤモンド皮膜を施したTi基板の引っかき試験を行い，ダイヤモンド皮膜を施したTi基板の接合強度を求め，接合強度の評価を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
昨年度までは，Ti基板上に皮膜を合成することが可能となったが，合成後，合成された皮膜がはく離してしまう現象が発生した．本年度は，このはく離が発生する現象を抑制するためのダイヤモンド皮膜の合成条件を検討し，Ti基板上に燃焼炎によりダイヤモンド皮膜の合成を行った．ここで，合成中の基板表面温度に着目し，この合成温度についての検討を行いダイヤモンド皮膜の合成を行った．また，燃焼炎の白心から基板表面までの距離等の合成条件も変化させ合成を行った．さらに，ダイヤモンドを合成する前にTi基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を施し，基板表面の粗さを変化させ合成を行った．
その結果，通常のアセチレン－酸素ガスならびに高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用い，燃焼炎法によりTi基板上にダイヤモンド皮膜を合成した際，はく離が発生する現象を抑制することが可能となった．また，高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加したガスを用いTi基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜を合成できることを確認した．
また，引っかき試験装置を用いてダイヤモンド皮膜を施したTi基板の引っかき試験を行い，ダイヤモンド皮膜を施したTi基板の接合強度を求め，接合強度の評価を行った．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，さらに接合強度が高くなる合成条件を用いてナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行う．また，実際に使用されている歯科用インプラントの形状に対して，インプラント表面の周辺全体（スクリュー部分）にまんべんなくナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施すために，これまでに得られたダイヤモンド皮膜を合成可能な最適条件を用い，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行う．
ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施した歯科用インプラントの破壊荷重を評価するため，歯科用インプラントの上部横方向から荷重を掛け，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したインプラントと施していないインプラントの破壊される際の荷重を測定し，比較検討を行う．
ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施したインプラントの耐久性の評価を行うため，インプラントに圧縮疲労試験により疲労荷重を掛け，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜を施した歯科用インプラントと施していないインプラントの圧縮疲労試験を行い，比較検討を行う．得られた結果から，破壊強度の評価を行う．
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