高速固体粒子の衝突変形による高品位膜創製技術コールドスプレー法の高度化

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360328
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 材料加工・処理
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 福本 昌宏 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80173368)
• 研究分担者: 山田 基宏 豊橋技術科学大学, 大学院・工学研究科, 助教 (00432295)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: コールドスプレー / 固体粒子 / 臨界速度 / 高速成膜 / ノズル設計 / バウショック / 付着効率 / 界面付着機構

研究概要

非溶融固体粒子による厚膜・部材創製技術としてのコールドスプレー法の基盤確立を目指し,成膜条件の適正化による技術の高度化,ならびに粒子/基材間界面接合機構の解明による技術基盤の確立に取組んだ。その結果,窒素または空気を作動ガスとする実用的成膜範囲の存在を明らかにするとともに,粒子/基材界面に衝突中心からの距離に応じた付着強度分布が存在する事実を明らかにした。得られた結果は,同技術の高度化ならびに技術基盤の確立に対し有益な指針を与えるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Microstructure of interfacial region between cold-sprayed copper coating and AlN substrate coated by sputtered titanium and copper (2011)
  • 著者名/発表者名: H.Nakano, M.Yamada, M.Fukumoto, E.Yamaguchi
  • 雑誌名: J.of Thermal Spray Technology 20(3) ページ: 407-411
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cold Spraying of TiO_2 Photocatalyst Coating With Nitrogen Process Gas (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, H.Isago, H.Nakano, M.Fukumoto
  • 雑誌名: J.of Thermal Spray Technology 19-6 ページ: 1218-1223
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition behavior of copper fine particles onto flat substrate surface in cold spraying (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto, M.Mashiko, M.Yamada, E.Yamaguchi
  • 雑誌名: J.of Thermal Spray Technology 19(1-2) ページ: 89-94
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deposition of Copper Fine Particle by Cold Spray Process (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto, H.Terada, M.Mashiko, K.Sato, M.Yamada, E.Yamaguchi
  • 雑誌名: Materials Transactions 50-6 ページ: 1482-1488
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fabrication of Titanium Dioxide Photocatalyst Coatings by Cold Spray (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yamada, Y.Kandori, K.Sato, M.Fukumoto
  • 雑誌名: J.of Solid Mechanics and Materials Engineering 3-2 ページ: 210-216
  • 査読あり
• [学会発表] コールドスプレー酸化チタン粒子の密着強度評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, M.E.Dickinson, 島幸一郎, T.S.Noviana, 中野裕美, 福本昌宏
  • 学会等名: 2010年度溶射合同講演大会講演論文集92(9-10)
  • 発表場所: 川崎
  • 年月日: 20101129-20101130
• [学会発表] コールドスプレー法によるアナターゼ型酸化チタン成膜 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, 砂金寛昭, 島幸一郎, 中野裕美, T.S.Noviana, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本機械学会機械材料・材料加工技術講演会講演概要集(M&P2010)
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 20101127-20101128
• [学会発表] Influence of Particle Shape on Low Pressure Cold Spraying, Jon Affi (2010)
  • 著者名/発表者名: 山田基宏, 島幸一郎, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20100906-20100908
• [学会発表] コールドスプレー粒子の密着強度評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 島幸一郎, 山田基宏, 増子将弘, 福本昌宏
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 20100906-20100908
• [学会発表] Dynamic wetting problem in thermal spray process (2010)
  • 著者名/発表者名: 福本昌宏
  • 学会等名: Proceeding of CIMTEC-2010
  • 発表場所: Italy(Invited Speech)
  • 年月日: 20100606-20100611
• [図書] 溶射便覧(第1章第3節「溶射粒子の偏平」,第3章第8節第2項「高周波熱プラズマ溶射装置」) (2010)
  • 総ページ数: 36-47,258-260
  • 出版者: 日本溶射協会
• [図書] Controlloing principle for thermal spray process based on flattening analysis of single splat onto substrate surface(2010-2) (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Fukumoto
  • 総ページ数: 128-138
  • 出版者: DVS Bulletin
• [図書] 特集「つなぐ将来ビジョン-溶接・接合科学技術の未来構想-」(79-1) (2010)
  • 著者名/発表者名: 界面接合研究委員会分筆
  • 総ページ数: 91-95
  • 出版者: 溶接学会誌
• [備考] ホームページ
  • URL: http://isf.me.tut.ac.jp
• [備考] e-Newsletter
  • URL: http://www.tut.ac.jp/english/newsletter/
• [産業財産権] 摺動部材及びその製造方法 (2009)
  • 発明者名: 下田健二, 福本昌宏, 山田基宏
  • 権利者名: トヨタ自動車, 豊橋技術科学大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願2009-262573
  • 出願年月日: 2009-11-18