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Elucidation of the Mechanism of Surprisingly Improved Film Formation Property of Solid-State Polymer Coatings by Applying Chemical Reactions of Active Metals

阐明通过应用活性金属的化学反应令人惊讶地改善固态聚合物涂层的成膜性能的机制

基本信息

批准号：
21H01664
负责人：
小川和洋
金额：
$ 11.07万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

これまで研究代表者らは，科学研究費［基盤研究(A) ：17H01235（2017～2019 年度）］において，コールドスプレー法と呼ばれる成膜技術を用いた樹脂材料の固相成膜に成功してきた．この際，樹脂材料の成膜には，活性なナノアルミナを数％添加することが重要であり，このナノアルミナが正に帯電していること，および粒子表面に水酸基を有することにより水素接合を促し，数mm の厚い皮膜形成に寄与したことを明らかにしてきた．しかし，ナノアルミナ添加により粒子間強度は十分であるものの，金属基材と皮膜間の界面強度が不十分であり，成膜効率の低下を引き起こすことが問題となっていた．しかし，上記科研費が終了する間際に偶然見つけだした成果として，基材と樹脂皮膜の界面にチタンが存在することで飛躍的に，成膜効率ならびに界面強度が向上することを突き止めた．しかしチタンチタン中間層がどのように成膜に関与するか，コールドスプレー成膜条件との相関はあるのか，他の金属材料は同様の効果を有するのか，等が全くわかっていない．本申請においては，実験的および数値解析的アプローチにより，金属中間層(以下，ボンドコートという)による成膜性（ここで成膜性は，主に成膜効率および界面強度を示す．）改善のメカニズムを解明し，異種材料成膜に関する学術基盤を構築するとともに，安全性・信頼性に富む汎用性の高い異種材料成膜技術の開発を進めている．これまでに，チタンボンドコートによるフッ素系樹脂皮膜の成膜性改善効果のメカニズム解明に取り組み，その結果，チタンボンドは，成膜時の表面粗さが他の金属よりも粗く，これによる機械的な締結と活性なチタンによる化学的な締結の双方の効果により成膜性が向上することを明らかにしてきた．

Research Representative: Scientific Research Fee [Substrate Research (A): 17H 01235 (2017 - 2019)] In this case, the resin material film formation is important for the formation of a thin film with a thickness of several mm due to the presence of an aqueous acid group on the particle surface. In addition, the strength between particles is very high, and the interface strength between metal substrate and film is not very high, resulting in low film formation efficiency. In the past, the research cost has been reduced, and the interface strength between the substrate and the resin film has been improved. The film formation conditions of the intermediate layer are related to the film formation conditions of the intermediate layer, and the same results of other metal materials are obtained. In the present application, the film forming property of the metal interlayer (hereinafter referred to as "metal interlayer") is shown in the film forming property of the metal interlayer (hereinafter referred to as "metal interlayer"), and the film forming efficiency and interface strength of the metal interlayer are shown in the film forming property. To improve the understanding of the film formation technology, the development of the film formation technology for heterogeneous materials with high safety, reliability, versatility and academic foundation construction. The film forming property of the film-forming resin film is improved by the surface roughness of the film-forming resin film and the surface roughness of the film-forming resin film.