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整理番号 5784   (公開日 2011年01月06日) (カテゴリ 素材エレクトロニクス
プラズマスプレーによるナノコーティング技術の開発と応用
●内容 直流プラズマと高周波プラズマを重畳したハイブリッドプラズマトーチ2基を搭載した世界最高レベルの300kW出力ツインハイブリッドプラズマスプレーシステムを開発した。本装置は、広い高温度場、原料投入時プラズマ安定性を確保し、100μm程度の大粒径YSZ粉末も10g/minの投入速度で完全溶融、数10μm程度の微粒YSZ粉末であれば完全蒸発させることが出来る。
 この特徴から、原料粉末の完全蒸発を利用した、超高速スループット物理蒸着(PVD)成膜が可能となり、更に溶射プロセスとの練成によりナノーミクロレベルでの複合化コーティングが可能となる。この研究室では、この組織複合化を利用して、500μm程度のコーティングに、低熱伝導度・接合強度の熱的・機械的特性と共に、輻射加熱抑制の光学特性を兼ね備えた機能性を持たせ、次世代遮熱コーティングの要素技術として実証している。
 本技術の利点は、ナノ粒子・球状化、ポーラス組織化、組織組成傾斜化の技術として、あらゆる材料系に応用可能である点である。SOFC燃料電池だけでなく、リチウムイオン2次電池の電極材料など、多元系・ナノ・複合粒子が産業応用レベルのスループットで必要となる新技術分野への展開も可能と考えている。
●研究者
准教授 神原 淳
大学院工学系研究科 マテリアル工学専攻
●画像


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ツインハイブリッドプラズマシステムによるYSZのナノーミクロ複合化コーティング断面組織
原料粉末の完全蒸発急速凝縮を利用したPVDプロセスによるYSZナノ組織化技術は、原理的に多元系ナノ複合化粒子の高速製造にも展開可能である。
(C) 神原淳
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上記内容は、各研究者へのインタビューをもとに東京大学 産学協創推進本部で骨子をまとめたものです。
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