歯科用回転切削工具への燃焼炎法によるダイヤモンド皮膜合成とその性能評価

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今年度は,まず申請者らが提案したWC-Co基板上でダイヤモンドを合成する3段階合成法を用いてWC-Co基板表面上に燃焼炎法によりダイヤモンド合成を行い,合成ならびに接合状況を調査した。この際,基板の前処理として化学処理を行い,化学処理を行う時間の違いにより基板表面の形態を変化させ,接合強度に及ぼす影響を検討した。実験結果より,前処理時間が短いとはく離が発生しやすく,時間が長くなるとはく離が発生しにくくなることがわかった。すなわち,前処理時間の増加が,はく離の抑制に効果があることがわかった。また,この際の基板表面の形態の観測を行い,その原因について検討した。さらに,合成皮膜の物質の特定を行い,ダイヤモンドが合成されていることを確認した。ここで,WC-Co歯科用回転切削工具にダイヤモンド皮膜を施す際の化学処理により切削工具の強度が低下し,工具の破壊につながるという問題がある。そこで,ダイヤモンド皮膜を施す前の歯科用回転切削工具の性能を定量的に評価した。ここで,一定の実験条件で切削試験を行うことが可能な切削試験機を作製し,切削荷重を切削工具の性能として注目し測定を行った。切削工具は切刃形状の違うものについて試験を行い,前処理を行なった工具と行っていない工具についての比較を行い,切削工具の性能を検討した。また,前述の合成条件にしたがい,WC-Co歯科用回転切削工具に昨年度改良を行った実験装置によりダイヤモンド皮膜合成を行った。この際,切削工具そのものが小さいこともあり非常に高温となりすぎるためダイヤモンド皮膜合成が難しくなることがわかった。そのため冷却装置等の改良を行ったが,冷却効率が向上せずダイヤモンド皮膜合成までは至らなかった。よって,さらなる冷却効率の向上をはかりダイヤモンド皮膜合成を行う必要があることがわかった。