− 30 −塑性加工塑性加工AF-2020013-B2一般研究開発助成AF-2020015-B2一般研究開発助成複合材料，機能性コーティング，3次元積層コールドスプレー，塑性変形層，粒子付着効率akasaka.h.ac@m.titech.ac.jp圧延加工，トライボロジートライボロジー，その場観察，マイクロ塑性流体潤滑uts@mat.eng.osaka-u.ac.jp東京工業大学 工学院 機械系 准教授大阪大学大学院 工学研究科マテリアル生産科学専攻 教授赤坂 大樹宇都宮 裕塑性変形相を有する脆性粒子の超音速投射による高濃度機能性材料含有複合材料の形成圧延界面における潤滑剤挙動の直接観察基材への金属粒子の衝突時の塑性変形によって露出される新生面の固相接合を利用したコールドスプレー法による複合材料厚膜の形成では，機能性材料と金属材料の機械混合が用いられてきた．機能性材料の熱劣化を抑制しながら材料作製できる一方で，機能性材料の多くが脆性であるため，粒子の付着効率を低下させる．本研究は金属塑性変形相を表面側に有する脆性粒子を調整し，コールドスプレー法による機能性複合材料の堆積効率の向上を試みた．AlNとWC等の粒子表面に金属相を無電解メッキで形成し，衝突時の金属層の同士の固相接合を促すと共に，膜中への機能性材料の導入効率を向上させる事を目的とした．脆性な機能性材料粒子の表面への金属層の形成はコールドスプレー法での付着効率を上げる効果がある事が示された．一方で，金属層の形成による粒子の質量増加によって齎される運動エネルギーの増大の影響が大きいことも示された．圧延の再潤滑機構を解明するために，天動説型圧延法に基づく実験装置を設計製作して，アクリルロールによるはんだ板材の圧延界面のその場観察を行い，潤滑剤の動粘度，加工速度の影響を調べた．その結果，ロール周速15.3mm/sのとき，低粘度の潤滑剤では30%の位置で後方に潤滑剤が浸み出し，高粘度の潤滑剤では27%の位置で前方に潤滑剤が浸み出すことが観察された．すなわち再潤滑はいずれの条件でも後進域で生じることが明らかとなった．そして，潤滑剤が後方に浸み出す場合，より低粘度であるほど，あるいは低速圧延であるほど浸み出しは顕著であることが明らかとなった．したがって，後方への浸み出しは潤滑剤の静水圧によるもの(MPHSL)であり，前方への浸み出しは潤滑剤の粘性に依存する動的な効果によるもの(MPHDL)であると推測された．
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