反応性プラズマ溶射法による傾斜機能TiN厚膜の作製

反应等离子喷涂制备功能梯度TiN厚膜

• 批准号: 05650708
• 负责人: 福本 昌宏
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-05650708/
• 关键词: 反応性プラズマ; プラズマ溶射; 熱プラズマ; 傾斜機能材料; 傾斜機能皮膜; 窒化チタン

緻密な皮膜作製が可能な反面、成膜速度が極めて遅いPVD法やCVD法に替わり、高周波(RF)熱プラズマを利用し、Ti合金基板の表面改質および反応性プラズマ溶射による厚膜作製の可能性とその制御方法を基礎的に調べた。供試材料にはTi-6Al-4V合金基板および純Ti粉末を使用した。実験にはRFプラズマ溶射装置を使用し、作動ガスとしてAr-N_2およびAr-N_2-H_2混合ガスを用いた。水素添加にかかわらず入力電力を12KW一定とした。初めに、反応性雰囲気中でのプラズマ溶射により得たTi粉末および形成皮膜の組成分析結果より、基本的に粉末のプラズマ内飛行中での反応は極めてわずかであり、反応は主に基板堆積後に起こっていることがわかった。そこで、RFプラズマによるTi合金基板窒化反応速度および窒化反応に及ぼす水素添加の効果について基礎的に調べた。その結果、プラズマ作動ガスへの水素添加により基板温度は上昇し、窒化反応層厚さが増大した。水素添加による窒化反応促進には、基板温度の上昇が一因と考えられるために、両条件での基板温度を同一とした窒化処理を行った。基板温度を定常温度に保持した条件下で得た窒化反応層と窒化時間の1/2乗との関係より、水素添加の有無にかかわらず両者とも窒化反応層厚さと窒化処理時間の1/2乗との関係が直線近似できることから、窒化反応は拡散律則に従うことがわかった。また両者の傾きが同一であることから、本研究における窒化反応に対し、水素添加の顕著な影響は認められなかった。これよりTi基板における窒化反応速度が明らかとなったことから、理論的には、皮膜堆積速度がこの窒化反応速度以下のプラズマ溶射においては、成膜と同時に窒化反応の完了する反応性プラズマ溶射実現が可能である。現在このことを実証すべく、実験を継続中である。

The thickness of the film may be the opposite, the speed of film formation, the speed of film formation, the replacement of PVD, the utilization of high frequency (RF), the surface modification of Ti alloy substrate, the possibility of making thick film, and the possibility of making thick film. The test material is used for the use of Ti-6Al-4V alloy substrate and Ti powder. The RF equipment should be used, and the Ar-N_2 equipment should be used. The Ar-N_2-H_2 mixing equipment should be used. The amount of water added must be affected by the power supply 12KW. The results of the composition analysis of the formation of the Ti powder coating, the results of the analysis, the results of the analysis, the The Ti alloy substrate is asphyxiated, the speed is asphyxiated, the speed is asphyxiated, the water is added, and the water is added to the substrate of the Ti alloy. According to the results of the experiment, the water content was added to the temperature of the substrate, which smothered the temperature of the substrate. The addition of water to increase the temperature of the substrate, the temperature of the substrate and the temperature of the substrate. Under the condition of substrate temperature constant temperature temperature holding temperature, the asphyxiation time of asphyxiation anti-asphyxiation temperature is 1%, and that of water addition is 2 ℃. The time of asphyxiation anti-temperature asphyxiation temperature is similar to that of temperature asphyxiation temperature, and the time of asphyxiation anti-temperature temperature is similar to that of temperature asphyxiation. In this study, the asphyxiation reaction was caused by asphyxiation and the addition of water. On the Ti substrate, the asphyxiation reaction speed is clear, the theory is sensitive, the film stacking speed is under the asphyxiation reaction speed, and the simultaneous asphyxiation reaction of the film is completed. At present, we are in the middle of the war.

项目成果

伊藤省吾,横山佳幸,福本昌宏,岡根功: "高周波プラズマによるチタンの窒化反応" 日本溶射協会第58回全国大会講演論文集. 36-39 (1993)

Shogo Ito、Yoshiyuki Yokoyama、Masahiro Fukumoto、Isao Okane：“高频等离子体对钛的氮化反应”日本热喷涂协会第 58 届全国会议论文集 36-39 (1993)。

伊藤省吾,福本昌宏,岡根功: "高周波熱プラズマによるTi表面の窒化および窒化に対する水素添加の効果" 溶接学会全国大会講演概要. 54. (1994)

Shogo Ito、Masahiro Fukumoto、Isao Okane：“高频热等离子体对钛表面的氮化以及加氢对氮化的影响”美国焊接学会会议上的演讲摘要 54。（1994 年）。