衝撃波を伴う細長い超高耐磨耗コーティング用超音速ノズルの流動特性と最適条件の解明

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19760121
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 片野田 洋 鹿児島大学, 工学部, 准教授 (40336946)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 超音速流れ / 圧縮性流れ / 耐磨耗コーティング

研究概要

機械部品表面の硬度を高める新しい方法の1つとして,耐摩耗性を有する固体粉末を超音速気流により機械部品表面に吹き付けてコーティングを行う手法が注目を集めている.本研究では,超高耐磨耗コーティングを行うための超音速ノズルにおける気流の状態と固体粒子の速度について,主に数値シミュレーションにより調べた.研究の結果,ノズル形状およびノズルスロート上流のガス状態と固体粒子の速度との関係が明らかになった.

研究成果

• [雑誌論文] 吹き出し管を粉体層内へ挿入した場合の吸込みノズルの空気輸送特性に及ぼす挿入長さ比の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福原稔,池口昌宏,藏ノ下昌平,高本健太,片野田洋,飯野直子,椎保幸
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 第46巻 ページ: 90-97
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation of Temperature Uniformity within Solid Particles in Cold Spray (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering Vol.2 ページ: 58-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] 溶射技術者のための圧縮性流体力学前編 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 雑誌名: 溶射技術 Vol.27 ページ: 63-68
• [雑誌論文] 溶射技術者のための圧縮性流体力学後編 (2008)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 雑誌名: 溶射技術 Vol.28 ページ: 52-58
• [雑誌論文] Warm Spraying : An Improved Spray Process to Deposit Novel Coatings (2008)
  • 著者名/発表者名: J. Kawakita, H. Katanoda, M. Watanabe, K. Yokoyama, S. Kuroda
  • 雑誌名: Surface Coatings and Technology Vol.202 ページ: 4369-4373
• [雑誌論文] Warm Spraying-A Novel Coating Process Based on High-Velocity Impact of Solid Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Kuroda, J. Kawakita, M. Watanabe and H. Katanoda
  • 雑誌名: Science and Technology of Advanced Materials Vol.9 ページ: 1-17
  • 査読あり
• [雑誌論文] 水力輸送特性に及ぼす排砂促進板の設置間隔および全長の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福原稔,山内孝太,片野田洋,飯野直子,亀田昭雄,川越知明
  • 雑誌名: 可視化情報学会論文集 Vol.28 ページ: 62-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Simulation on Impact Velocity of Ceramic Particles Propelled by Supersonic Nitrogen Gas Flow in Vacuum Chamber (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda, M. Fukuhara and N. Iino
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol.48 ページ: 1463-1468
  • 査読あり
• [雑誌論文] 吹出し管を備えた吸込みノズルの空気輸送特性に及ぼす管径比の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福原稔,大牟礼智弘,池口昌宏,片野田洋,飯野直子,椎保幸
  • 雑誌名: 粉体工学会誌 44巻 ページ: 790-797
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical Study of Combination Parameters for Particle Impact Velocity and Temperature in Cold Spray (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda, M. Fukuhara and N. Iino
  • 雑誌名: J. Thermal Spray Technology Vol.1 ページ: 627-633
  • 査読あり
• [学会発表] 低密度超音速噴流により加速される微粒子挙動の数値シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 川邊裕一,片野田洋,福原稔
  • 学会等名: 日本溶射協会第88回全国講演大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] 基材直前の衝撃波を考慮したコールドスプレーの一次元解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 野畑将平,片野田洋,福原
  • 学会等名: 日本溶射協会第88回全国講演大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] 2段高速フレーム溶射ガン内の混合に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 桐明拓郎,片野田洋,福原稔,橘木
  • 学会等名: 日本溶射協会第88回全国講演大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] 2段高速フレーム溶射プロセスの一次元解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 橘木孝尚,片野田洋,福原稔,桐明拓郎,川喜多仁,黒田聖治
  • 学会等名: 日本溶射協会第88回全国講演大会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Numerical Simulation of Acceleration and Heating of Cold Sprayed Polymer Particles (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda
  • 学会等名: 3rd Tsukuba International Coatings Symposium
  • 発表場所: Tsukuba
  • 年月日: 2008-10-31
• [学会発表] Numerical Study on Supersonic Impinging Jet from Cold Spray Nozzle (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda and M. Fukuhara
  • 学会等名: 12th Asian Congress on Fluid Mechanics
  • 発表場所: Korea
  • 年月日: 2008-08-20
• [学会発表] Numerical Modeling of Warm Spray (Two-Stage HVOF) Process (2008)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda, J. Kawakita and S. Kuroda
  • 学会等名: International Thermal Spray Conference 2008
  • 発表場所: Maastricht
  • 年月日: 2008-06-24
• [学会発表] 2段高速フレーム溶射ガン内の高速流の混合に関する気体力学的研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新名巧,片野田洋,福原稔,飯野直子,桐明拓郎
  • 学会等名: 日本機械学会熱工学コンファレンス
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2007-11-23
• [学会発表] コールドスプレー粒子の温度の非一様性に与える粒子噴射位置の影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 学会等名: 2007年度溶射合同講演大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2007-11-19
• [学会発表] ウォームスプレーにより熱的劣化を抑制した不浸透性ポリエチレンコーティングの作成 (2007)
  • 著者名/発表者名: 川喜多仁,小松誠幸,片野田洋,黒田聖治
  • 学会等名: 2007年度溶射合同講演大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2007-11-19
• [学会発表] 低密度音速噴流により加速される粒子速度のシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 大田慎介,片野田洋,福原稔,飯野直子
  • 学会等名: 日本機械学会第85期流体工学部門講演会講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-11-17
• [学会発表] 2段高速フレーム溶射ガン内の高速流の混合に関する基礎研究 (2007)
  • 著者名/発表者名: 新名巧,片野田洋,福原稔,飯野直子,桐明拓郎
  • 学会等名: 日本機械学会第85期流体工学部門講演会
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2007-11-17
• [学会発表] コールドスプレーにおける粒子温度の一様性に関する数値シミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋
  • 学会等名: 日本機械学会M&M材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-10-25
• [学会発表] コールドスプレーの皮膜特性に及ぼすノズル長さの影響 (2007)
  • 著者名/発表者名: 榊和彦,片野田洋,清水保雄
  • 学会等名: 日本機械学会M&M 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2007-10-25
• [学会発表] 数値シミュレーションによる高速フレーム溶射ガンからの超音速噴流の可視化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 山本秀樹,片野田洋,松尾一泰
  • 学会等名: 可視化情報シンポジウム
  • 発表場所: 岐阜
  • 年月日: 2007-09-26
• [学会発表] Fabrication of Ti Coatings by an Improved Atmospheric Spray Process (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Kawakita, H. Katanoda, M. Watanabe, K. Yokoyama, T. Wu, S. Kuroda
  • 学会等名: Proc. 11th World Conference on Titanium
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2007-06-07
• [学会発表] 減圧コールドスプレーにおける粒子の衝突速度に関する考察 (2007)
  • 著者名/発表者名: 片野田洋,福原稔,飯野直子
  • 学会等名: 日本溶射協会2007年度春季全国講演大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2007-06-07
• [学会発表] Numerical Study of Combination Parameters for Particle Impact Velocity and Temperature in Cold Spray (2007)
  • 著者名/発表者名: H. Katanoda, M. Fukuhara and N. Iino
  • 学会等名: Proc. International Thermal Spray Conference 2007
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2007-05-16
• [学会発表] Densification of Ti Coatings by Bi-modal Size Distribution of Feedstock Powder during Warm Spraying (2007)
  • 著者名/発表者名: J. Kawakita, M. Watanabe, S. Kuroda and H. Katanoda
  • 学会等名: Proc. International Thermal Spray Conference 2007
  • 発表場所: Beijing
  • 年月日: 2007-05-16