2017 Fiscal Year Annual Research Report
Functionalization of plastic surface by plasma spraying for purpose of aerospace application
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26420812
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 明 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 客員研究員 (70110773)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安藤 康高 足利工業大学, 工学部, 教授 (60306107)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | プラズマ溶射 / 軽量化 / プラスチックス / 金属コーティング / 複合機能材料 / 航空宇宙材料 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ガストンネル型プラズマ溶射法により軽量機材であるプラスチック表面に金属膜などをプラズマ溶射し、航空宇宙部品として汎用性を高めるため、その機械的性質など機能性の向上を目指した。また、小型省電力の溶射トーチを開発し、より簡便に高機能プラスチックス複合材料を得ることを目的として研究を進めた。昨年終了の研究計画であったが、当初の研究目的をより精緻に達成するため、今年度まで研究期間を延長し以下の研究を遂行した。
まず、ガストンネル型プラズマ溶射においては、従来セラミックス粉末を用いて20kW の電力を必要としていたが、Cu粉末を用いて、3kW（70A-50V）クラスのガストンネル型プラズマ溶射により、プラスチックス基板上に50ミクロン以上のCu膜を短時間に作製することが可能となったが、これまでの実験データのクロスチェックを行った。作製した金属膜の性能について、Cu溶射膜はほとんど酸化していないが、Ｘ線回折（XRD）による詳しい分析により、若干の酸化が観察された。その酸化メカニズムの解析の結果、溶射中の酸化に加えて溶射前の粉末の酸化、および、溶射後の膜の表面の酸化を考慮する必要があることが明らかになった。加えて3ｋＷの高効率のガストンネル型プラズマ溶射により、シリコン（Si）粉末によるLi電池電極材料の作製を行った。また、ガストンネル型プラズマ溶射の小型化については、ガスダイバータノズル内径を12㎜として1kW級の省電力プラズマジェットを安定に生成することができている。以上の研究の取りまとめを行い、英文誌Frontier of Applied Plasma Technology,Vol.10に論文発表するとともに、ワルシャワで開催された国際会議ISAPS2017(第11回プラズマ応用科学国際シンポジウム)において発表した。
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