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2022 年度 研究成果報告書

固相接合界面現象の解明に基づく先進コールドスプレー法の確立

研究課題

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研究課題/領域番号 20K15056
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分26050:材料加工および組織制御関連
研究機関東北大学

研究代表者

齋藤 宏輝  東北大学, 工学研究科, 助教 (20869648)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード固相接合 / コールドスプレー法 / 酸化皮膜
研究成果の概要

固相金属微粒子の高速衝突のみによって皮膜・堆積物をつくるコールドスプレー法では,材料表面に存在する自然酸化皮膜が接合の可否に密接に関わっていることが知られている.しかし,材料の接合を阻害するのか促進するのかは材料の組み合わせに依存し,接合に及ぼす酸化皮膜の影響の理解は不十分である.本研究では,基材表面の酸化皮膜厚さをナノメートルオーダーで変化させ,固相衝突粒子の接合に及ぼす酸化皮膜の影響を評価した.金属基材上への金属粒子の接合では,酸化皮膜を除去した割合に比例して固相接合に至る粒子が増加し,金属表面酸化皮膜の除去は接合を顕著に促進することを明らかにした.

自由記述の分野

材料加工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

コールドスプレー(CS)法は鋳物や溶接のように金属を液相化する工程を必要とせず,多様な材料部材を高速に接合・造形するポテンシャルをもっている.本研究から金属材料の接合では,酸化皮膜を事前に除去することが有効であり,特に除去直後のCSが重要であることを明らかにした.この成果より,酸化皮膜は固相接合の可否に大きく影響し,酸化皮膜の状態を変えることで材料の接合を促進できることがわかった.本研究で開発した技術は,限りある資源の中で適切な材料を組み合わせるマルチマテリアル化の実現に貢献する技術と期待される.

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公開日: 2024-01-30  

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