炭素イオン注入法を用いたチタンの表面設計手法の確立

碳离子注入法钛表面设计方法的建立

• 批准号: 05750090
• 负责人: 森田 辰郎
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Kyoto Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-05750090/
• 关键词: チタン合金; 炭素; 表面改質層; 耐摩耗性; 耐食性; 第1原理

本研究では,炭素原子をチタン表現に拡散・固溶させることにより形成される表面改質層の性状を,実験的・解析的両手法を用いて明らかにすると共に,その様な表面改質層がチタンの耐摩耗性および耐食性等の機械的性質に及ぼす効果について詳細に検討した.なお,当初の計画では,炭素原子をチタン表面に固溶させる方法として,イオン注入法を用いる予定であったが,イオン注入装置の不具合のため,実際には,アセチルセルロース樹脂を用いて炭素微粒子(粒子径:100mum)をチタン合金表面(Ti-6A1-4V)に固着後,CO_2レーザーを照射するという方法で表面改質層を形成させた.本研究で得られた結果を以下にまとめて記す.1.炭素原子をチタン合金表面に固溶(処理条件:500W,10sec)させることにより,ビッカース硬さHV1700に及ぶ高硬さを有する表面改質層(改質層厚さ:140mum)の形成が可能である.2.かかる表面改質層を形成させたチタン合金の摩耗量は,未処理の場合に対して約1/6に低減されることから(ピンオンディスク形式摩耗試験,負荷:0.25MPa,相手材:4340焼入れ鋼),上述の表面改質層の形成は,チタン合金の耐摩耗性を改善する上で有効であると言える.3.濃塩酸環境(濃度:11.3N)では,チタン合金は活性溶解するため耐食性は著しく劣るが,表面改質層を形成した場合,かかる表面改質層が濃塩酸環境から母材部を保護するため,チタン合金の耐食性は著しく改善される.4.上述の表面改質層の性状を原子レベルから評価するため,第1原理に基づいてTiCに電子状態に関する検討を試みた.なお,本方法を用いたTiCに関する検討は未だ基礎段階にあり,現状では実験的に求められているTiCの格子間隔と第1原理に基づいて本研究において求めたそれが,5%の精度で一致することが明かとなった段階である.

In this study, carbon atoms show that the solid solution is dispersed and the surface is changed. The analytical technique of the carbon atom is used to determine the wear resistance, food tolerance and other mechanical properties of the machine. The carbon atom surface solid solution method, the carbon atom injection method, the injection device, the carbon particle diameter (100mum), the alloy surface (Ti-6A1-4V) were used. The surface of the CO_2 was changed to form a thin film. The results of this study show that the following results are recorded. 1. The solid solution of carbon atoms on the surface of the alloy (physical condition: 500W 10sec), the hardness of HV1700 and the formation of surface modification (thickness: 140mum) are possible. 2. In this paper, the surface modification is used to form the friction of the alloy, the friction of the alloy is improved, the friction of the alloy is improved, and the friction is improved. 3. In the acid environment (temperature: 11.3N), the alloy alloy is active to dissolve the food resistance, and the surface is modified to form a good combination. The surface modification is related to the protection of the base material department of the acid environment and the improvement of the food resistance of the alloy. 4. The above-mentioned surface modification properties are similar to those mentioned above, and the first principle is based on the basic principle of TiC electronic status test. In this method, we use the TiC method to determine the accuracy of the first principle. The accuracy of this study is 5% consistent with each other.