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2020 年度 実施状況報告書

電解酸化水を用いた精密デバイス用金属の面粗度制御可能な表面粗化処理技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04124
研究機関信州大学

研究代表者

佐藤 運海  信州大学, 学術研究院教育学系, 教授 (30345730)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード電解酸化水 / 化学薬液 / 無酸素銅材 / 研磨面 / 表面改質処理 / 表面粗化処理 / 突起物 / 面槽度
研究実績の概要

本年度においては,主に化学薬液と比較しながら,Na2SO4電解酸化水およびNaCl電解酸化水を用いて,無酸素銅材の圧延表面,研磨面表面,鉄・ニッケル合金(Fe-45%Ni)について表面粗化,酸化被膜除去を含めた表面改質処理について実験検討を行ってきた.
無酸素銅材の表面処理においては,H2SSO4溶液と比べ,Na2SO4電解酸化水を用いた場合,酸化被膜を効率的に除去でき,加熱処理後の酸化被膜を除去した表面においては突起物の発生がなく,高平滑度の表面が得られる.また,HCl溶液と比べ,NaCl電解酸化水は無酸素銅材表面に対する粗化作用が強く,面粗度と処理時間および調音音の併用農務との関係を明らかにした.さらに,Na2SO4電解酸化水と組み合わせて使用すると,塩化物イオンの汚染を除去できる.加えて,電解酸化水の有益な性能は電解酸化水中の溶存酸素および酸素ナノバブルの存在に起因していると解明した.
鉄・ニッケル合金(Fe-45%Ni)の研磨面に対する粗化処理の結果,超音波併用の場合,薬液と比べ,Na2SO4電解酸化水およびHCl電解酸化水は均一に粗化でき,また,電解酸化水の生成から一週間以内であれ,その粗化作用は殆ど一定である.
上記の研究に加えて,産業界に注目されてっるフツリン酸ガラスの表面洗浄およびエッチング処理について実験検討を行った.電解酸化水は現状の薬液より洗浄性能に優れており,電解酸化水は強いエッチング作用がある結果を得た.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

①化学薬液と比較して,Na2SO4電解酸化水およびNaCl電解酸化水の基本特性,さらに超音波を照射した場合,その特性の変化をほぼ予定通りに解明した.
②無酸素銅材および銅合金の表面改質処理については,電解酸化水と超音波の併用との組み合わせによって,無酸素銅材の研磨面に対する粗化作用,面粗度と処理条件との関係をほぼよて通りに解明してきた.銅合金(Cu-Fe,Cu-Ni)については,まだ進行中です.Fe-45%Ni(45パーマロイ材)の粗化処理について,予定より早く進めてきた.電解酸化水中の酸素ナノバブルの存在によって,45パーマロイ材研磨面に対する電解酸化水の粗化作用は,電解さん渇水の生成から一週間以内であれば,ほぼ一定になる予想外の良い結果が得られた.
アルミニウム表面処理の予備実験も始めた.
以上の進捗から,当初の計画よりも少しながら早く進めていると判断した.

今後の研究の推進方策

今後(今年度)はつぎの研究を行う予定である.
①鉄・ニッケル合金中の78パーマロイ材,36インバー,42インバーの表面改質処理,粗化処理.これは当初の計画である.研究の全体のまとめ,学会発表,論文投稿など.②リードフレーム用銅合金の表面改質処理,粗化処理を引き続き行う予定である.
上記の研究によって,本研究課題を完成する.
この研究課題の今後の展開として,電解酸化水,電解還元水を用いて,純アルミニウム,アルミ合金およびAlNの表面改質処理を行っていく予定である

次年度使用額が生じた理由

R2年度では購入品の都合上で,補助金は(6,843円)が残ったが,R3年度の補助金と合わせて,消耗品の購入に使用する予定である.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 無酸素銅材の圧延表面に及ぼす電解酸化水の影響2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海, 川久保英樹
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 87 ページ: 140, 145

    • DOI

      10.2493/jjspe.87.140

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] フツリン酸ガラスの表面に及ぼすNaCl電解水の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海,瀧本剛史, 馬場隆充
    • 雑誌名

      砥粒加工学会誌

      巻: 64 ページ: 314, 319

    • DOI

      10.11420/jsat.64.314

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 純アルミニウムの表面に及ぼすNa2SO4電解還元水の影響2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海,川久保英樹
    • 雑誌名

      精密工学会誌

      巻: 86 ページ: 879, 884

    • DOI

      10.2493/jjspe.86.879

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 45パーマロイ材の研磨面に及ぼすNa2SO4電解酸化水の粗化作用2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海,川久保英樹
    • 学会等名
      2020年度精密工学会秋季大会学術講演会論文集,オンライン,2020年9月日~3日.
  • [学会発表] 78 パーマロイ材の研磨面に及ぼす Na2SO4電解酸化水の粗化作用2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海,川久保英樹
    • 学会等名
      2020年度砥粒加工学会学術講演会論文集,秋田県立大学(オンライン),2020年9月9日~11日
  • [学会発表] 純アルミニウムの表面に及ぼす電解還元水のエッチング作用2020

    • 著者名/発表者名
      表そら,佐藤運海
    • 学会等名
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会講演論文集,2020年11月7日
  • [学会発表] フツリン酸ガラスの表面に及ぼす Na2SO4電解酸化水のエッチング作用2020

    • 著者名/発表者名
      久保田静和,佐藤運海
    • 学会等名
      2020年度精密工学会北陸信越支部学術講演会講演論文集,2020年11月7日
  • [学会発表] 無酸素銅材の表面に及ぼす NaCl 電解酸化水のエッチング作用 ―超音波併用の効果―2020

    • 著者名/発表者名
      佐藤運海,川久保英樹
    • 学会等名
      2021年度精密工学会学術講演会講演論文集,2021年3月16日-18日

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公開日: 2021-12-27  

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