Coatings and Interface Engineering Research Groupコーティング・界面制御
研究グループ
金属機械加工技術やMEMS半導体微細加工技術を融合した、曲面形状の金型表面にマイクロ・ナノ構造体が付与可能なプロセス開発と金型技術開発
About研究グループについて
コーティング・界面制御研究グループでは、カーボンニュートラル（CN）や循環経済（CE）実現の鍵となるスプレーコーティング技術に関して研究を推進しています。スプレーコーティングでは、異種材料の界面や、個々の粒子間の界面、さらには粒子内に新たに形成される界面と３つの界面が生じます。プロセス、モデリング、評価の専門家が一体となって、これらの界面の理解及びその制御に取り組み、新たな産業応用の創出を目指しています。
キーワード
キネティックスプレー、補修、ハイブリッドエアロゾルデポジション、溶射、大規模分子動力学計算、微小力学試験、アンモニア、コールドスプレー積層造形、粉体評価
Subjects研究課題
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1.先進加工技術としてのキネティックスプレー造形基盤技術の開発
産総研オリジナルのエアロゾルデポジション法にプラズマ溶射法を重畳したハイブリッドエアロゾルデポジション法では、セラミックコーティングを低温で三次元形状物へ付与することが可能です。機械学習を援用した大規模分子動力学計算と微小粒子圧縮試験評価を用いたマルチスケールモデリングにより脆性材料の大塑性変形過程の原理解明に取り組むとともに、キネティックスプレーの適用領域拡大を目指します。
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2.リマニュファクチャリングの適用拡大に向けた補修技術の開発
サーキュラーエコノミー実現に向けて、リマニュファクチャリング（再製造）の考え方が重要となります。その中で、新たな補修技術の開発は、リマニュファクチャリングの適用範囲を一変する可能性を秘めています。本グループでは、従来の溶融ベースの補修法に加えて、新たに固相粒子スプレーを用いた低温補修技術手法の開発に取り組んでいます。
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3.カーボンニュートラルに資するコーティング技術・材料開発
カーボンニュートラルに向けて、水素、アンモニア、そして合成燃料といった化石代替燃料への対応が必要となります。これらの燃料では新たな腐食や伝熱機構への対応が必要となることから、遮熱・耐環境コーティングの深化が求められます。また、エネルギーの高密度化への対応からサーマルマネージメントの重要性が増しており、これらに対応するコーティング技術、材料開発に取り組んでいます。
Themes個別研究課題
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高耐久ワイヤーグリッド偏光シート
- ●ナノインプリントと金属埋込技術で、低反射率で高耐久性のWG偏光素子を実現
- ●高い耐熱／耐湿／耐光性、独自の低反射率構造、曲面形状対応性で差別化を図る
- ●さらなる高機能化に向けて研究開発推進中
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ハイブリッドコーティング技術
- ●界面制御による異種コーティング複層化技術
- ●三次元複雑形状・多孔質材への表面機能付与
- ●異なる機能を付与することができる（ex. 遮熱と封止）
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先進セラミックスコーティング技術
- ● SiC coating with strong adhesion by Hybrid aerosol deposition
- ● AlN coating with bulk like properties by fine particle spraying
- ● Microstructural control & coating design to realize the required function on 3D objects
- ● Comprehensive development from starting powder, suitable coating technology to
realize the required function & performance
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微小試験を用いた力学的特性の評価
- ●微小加工を用いた任意微小領域の力学的特性評価
- ●曲げ、圧縮、引張など多岐にわたる応力下での評価が可能
- ●ナノから数十ミクロンまで広いスケールで評価可能
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ナノ力学特性の評価技術
- ●分子動力学法を利用し、材料の力学特性の発現機構をナノスケールから理解
- ●電子/原子に基づく変形や構造変化の解析、評価
- ●データ科学などの最新コピュータ技術の活用
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AE信号のSPMでの検出
- ●SPMにおいて摩擦・摩耗起因のAE波をスキャナ圧電体で受信
- ●AE信号をスキャナ圧電体の走査信号に重畳させ、プローブ信号と同時検出
- ●センサレスでプローブ信号と走査信号の解析からAE信号を検出
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ナノ構造体を用いた機能部材開発
- ●反射防止や偏光機能など、耐環境性に優れた世界最高レベルの光学機能
- ●接合時の変形量を低減した異種接合技術
- ●濡れ制御技術を実現
- ●量産性に優れた射出成形技術だけで反射防止レンズ形成技術を確立しているのは世界唯一
