アダマント薄膜の体系化と超高機能メカニカルコーティングの実現
【研究分野】材料加工・組織制御工学
【研究キーワード】
構造・機能材料 / 材料加工・処理 / 薄膜 / プラズマ加工 / アダマント / 構造・機械材料
【研究成果の概要】
ホウ素・炭素・窒素からなるアダマント膜を体系化し，超耐摩耗性と防汚性を合わせ持つメカニカルコーティングを実現することを目的として，薄膜の組成と機械的特性の関係をB-C-N三元図上で体系化した結果，a-BCN膜の炭素含有量の機械的特性への寄与が大きく，C含有量が50 at.% を下回ると耐摩耗性特性が大幅に低下するが，逆に耐熱性は向上することが示唆された。そしてB及びNの含有量を微量に制御することでDLC膜より耐摩耗性に優れることが明らかになった。さらに微量のBを含むアモルファス炭素膜は，血小板の付着も少なかった。これは今後の耐摩耗性コーティング設計の新たな指針を与える知見である。
【研究の社会的意義】
ダイヤモンドや立方晶窒化ホウ素を始めとする結晶のアダマント材料は，極めて高い機械的特性を有することが知られている反面，アモルファスアダマント材料についての系統的な特性把握は行われていなかった。本研究でホウ素・炭素・窒素からなるアダマント膜を三元図上で体系化したことは，学術的に大きい意義のあるものといえる。さらに，膜の機械的特性が炭素量と大きく関係し，Bを微量（～2.5 at. %）に制御することで，比摩耗量がC100%の場合よりも低く，かつ血小板の付着も低いことが明らかになり，今後の耐摩耗性コーティング設計の新たな指針を与える知見を得ることが出来たのは，社会的に意義のある研究結果である。
【研究代表者】