2001 Fiscal Year Annual Research Report
スパッタおよびイオン注入法で作製したマイクロマテリアルの動的特性評価
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13650090
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
中佐 啓治郎 広島大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80034370)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 昌彦 広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (70274115)
西野 信博 広島大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70243590)
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| Keywords | スパッタ / イオン注入 / マイクロマテリアル / 動的特性 |
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| Research Abstract |
マイクロマシーンは、医用分野や狭隘・過酷環境中での微小作業を行う機械として、発展が期待されている。マイクロマシンを構成するマイクロマテリアル(MM)は、微小寸法であるための多くの問題が存在する。その第一として、MMは体積に比べて表面積が大きいため、接触摩擦抵抗、流体力学抵抗、吸着、ぬれ性、腐食などの表面特性が、マイクロマシンの運動特性に大きく影響する。
第二の問題として、空孔などの内部欠陥が、MM全体の制振、動作応答性などに大きく影響する。したがって、表面特性および内部特性の制御を目的としたMMの開発と特性評価は、重要な研究課題である。
本年度は、まず、第一の点を明らかにするため、チタン基材にTiN薄膜をスパッタ蒸着した後、窒素イオン注入を行った。その結果、チタンの耐食性および耐水素ぜい性が大きく向上することを明らかにした(国際会議で発表)。
つぎに、ヘリコンスパッタ装置を用いて、チタン基材にTiNおよびSiC薄膜を蒸着し、ナノインデンターを用いて皮膜に繰返し荷重を加えた。その結果、条件によっては、圧子変位が繰返しとともに減少することを見出し、その原因として、皮膜内に存在する残留応力が、皮膜のはく離とともに開放されるためであることを明らかにした。
また、ヘリコンスパッタ法によって作製したSiC皮膜は、アモルファスであり、はく離しにくく、弾性回復が大きく、通常の摩耗試験による摩擦係数はTiNに比べて非常に低い(DLCと同等)。この原因を明らかにするため、種々の薄膜について原子間力顕微鏡により摩擦係数(非接触)を測定したが、マクロ的な摩擦係数との対応は見られない。このことは、SiCの摩擦係数が、原子間力に起因するものではなく、他の材料との接触状態で現れる特性であることを意味する。アモルフォスSiCは、マイクロマテリアルおよびコーティング材料として有望であり、今後、上記第二の特性について研究を行う予定である。
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Research Products
(1 results)
