| 研究概要 |
【目的】
加工の容易な金属材料に,耐摩耗性,耐熱性,耐食性のよい高強度セラミックスをコーティングできれば,互いの利点を生かした優れた構造材料となりうると考えられている.しかしながら,現在有望視されている手法(溶射,真空蒸着,CVD, etc.)はいずれも高コストであり,かつ腐食に弱い低融点金属材料(Al, Mg合金等)にコーティングするには不向きである.ガスデポジション法(コールドスプレー法,エアロゾルデポジション法とも言われる)は,上記の困難を克服しうる手法として,近年注目を集めている.この方法では,原料粉末を被覆材に非常に高速(〜1000m/s)で吹き付けるのみで,高融点のセラミックスを常温でコーティングすることが可能となる.そこで,このガスデポジション法を用いて,高強度セラミックス(ここではアルミナ,ジルコニア,炭化ケイ素)の実用金属材料へのコーティング手法を確立することを目的とする.
【これまでの成果】
まず,これまで予備実験に使用してきた既設のガスデポジション装置の改良を下記のように行なった.
(1)連続的な製膜実験のためには,真空排気の大容量化が不可欠であるので,大容量(650l/min)真空ポンプを設置した.
(2)さらに,原料粉末の連続供給装置の設計開発を行い,これにより連続製膜実験を行うことが可能となり,実効的な製膜パラメータの最適化が可能となった.
(3)以上の改良を行なった実験装置を用いて,現在アルミナ粉末の製膜実験を行っている.
【今後の方針】
今後は,粒子速度測定装置を作製,製膜のための重要なパラメータである粒子速度を測定し,他の因子(粉末組成,粒子径,ガス圧力・流量,ノズル形状等)と,製膜品質との関連を明らかにする.
【最終目標】
以上の知見を基に製膜条件の最適化を図り,膜の緻密化および膜厚の向上を目指す.さらに高硬度,高融点を持つ炭化ケイ素粉末に対してその製膜可能性を調査する.
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