高い耐磨耗性を有するセラミッス微粒子とニッケルの複合めっきに関する研究

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14550699
• Research Institution: TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY
• Principal Investigator: 佐治 哲夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (60142262)
• Keywords: 複合皮膜 / シリコンカーバイト / ダイヤモンド / ニッケル / B4C / 耐摩耗性 / 硬度

Research Abstract

アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤(AZTAB)を用いて種々のセラミックス微粒子をニッケルめっき浴に分散し、定電流電解によりニッケルイオンの還元と同時にAZTABを還元して分散能を失わせる方法により、これらの微粒子の含有率の高いニッケルとセラミックスの複合皮膜の作成に成功している。得られた複合皮膜におけるセラミックス微粒子の含有率はシリコンカーバイトで約60%、ダイヤモンドで約58%、B4Cで約45%あった。一方、酸化還元不活性な界面活性剤を用いた場合、シリコンカーバイトで30%以下、ダイヤモンドで20%以下、B4Cで9%であった。このように酸化還元活性な界面活性剤を用いることにより含有率の高い複合皮膜が得られた理由は、アゾベンゼン修飾カチオン性界面活性剤では、Niイオンの還元と一緒に界面活性剤が還元され、粒子表面から界面活性剤が脱着し、粒子が基板表面で析出するため、ニッケルマトリックスへの取り込みが容易になることに起因すると考えられた。得られた複合皮膜のビッカーズの硬度は粒子の含有率とともに増加し、Ni/ダイヤモンドで最大1000Hv、Ni/B4Cで800Hvであった。これらの値はニッケル硬度(200)および既に報告されている酸化還元不活性な界面活性剤を用いて作成された複合皮膜の硬度に比べ大幅に大きかった。また、これらの皮膜の耐摩耗性も微粒子の含有率とともに大幅に向上した。これらの実験結果より、還元により分散能が失われる界面活性剤を用いることにより含有率が高く、機械的物性の良いNi/セラミックス複合皮膜を容易に作成できることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] Nabeen K.Shrestha, Masabumi Masuko, Tetsuo Saji: "Composite plating of Ni/SiC using azo-cationic surfactants and wear resistance of coatings"Wear. 254. 555-564 (2003)
• [Publications] Takashi Takebe, Tomohiro Matsuzaki, Nabeen K.Shrestha, Tetsuo Saji: "Dispersion Coating Containing High Content of Diamond Particles in a Nickel Matrix Using Azobenzene Surfactant"J.Surf.Finishing Soc.Jpn.. 54・9. 610-615 (2003)
• [Publications] Nabeen K.Shrestha, Tetsuo Saji: "Non-aqueous Composite Plating of Ni-Ceramic Particles Using Ethanol Bath and Anti-wear Performance of the Coatings"Surf.Coat.Tech.. (印刷中). (2004)