| 研究課題/領域番号 |
19K04151
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| 研究機関 | 富山県立大学 |
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研究代表者 |
宮島 敏郎 富山県立大学, 工学部, 准教授 (60397239)
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| 研究分担者 |
大嶋 元啓 富山県立大学, 工学部, 講師 (40511803)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | エロージョン / スラリー / 可視化 / チッピング / 硬質薄膜 / 耐衝撃性 / 摩耗 |
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| 研究実績の概要 |
投射粒子に平均径50 μmのアルミナ粒子を用いて，研究室独自の大粒子投射型エロージョン試験機を用いて試験を行った．その際，投射圧力を制御し，エア流量30 L/min～90 L/minに変化させることで，硬質薄膜内のチッピングの変化（有無）を検討した．評価方法として，投射量（投射時間）ごとに，レーザ顕微鏡を用いてエロージョン面を撮影し，その画像から画像解析ソフトでチッピング総面積や個々のチッピング面積と個数を定量化した．
その結果，同じ成膜条件で成膜された2種類の試験片で，異なる挙動を捉えることができた．1つの試験片は，チッピングにより表面の凹凸が大きくなり，基材露出箇所が局所的に増加した．さらに投射粒子量が増加すると，基材露出箇所で損傷が面方向に広がり，早期にエロージョン痕中心部の膜が無くなったとみられる．一方，もう一つの試験片は，微小なチッピングが繰り返されたため，基材が露出することなく，エロージョン摩耗が進行したとみられる．このことから，良好な耐衝撃性について評価可能であることが明らかになった．
また，チッピング現象や試験条件の選定を明確化するために，投射状態の可視化を行った．特に，画像や映像から粒子の投射挙動（スラリーの広がり等）と投射粒子速度の算出を試みた． 1つの光源でパルス的に発光させて撮影する方法と，最先端の高速度ビデオカメラ（レンタル）を使用して映像を記録する方法を実施した．その結果，エア流量によって，投射状態が変化すること，投射粒子のおおよその流速も計測できる可能性が見えてきた．一方で，投射粒子と液滴の区別の問題や，スラリーの広がりが撮影に影響することも明らかになった．今後，より最適な撮影条件を試みる．
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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
研究計画に従い，順調に進めている．
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| 今後の研究の推進方策 |
研究計画に従い，研究を進めていく．なお，当初，投射粒子に柔らかいものを用いて投射することで，衝撃力を緩和することを検討していたが，現在使用する粒子よりも大きな粒子を使用できる可能性が出てきたため，接触面積を増やして局所的な応力を緩和する形で進めていく予定である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
3月に学会発表を行う予定であったが，新型コロナウイルスの関係で中止になり，その旅費が余ったためである．次年度，新型コロナウイルスの関係がどうなるかわからないため，実験等に使用する予定である．
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