■■■スガスにおける■ 濃度，投入電力を変化させて表面処理を行い，形成されるナノ構造の表面形態を走査型電子顕微鏡ff■■■■，断面形態を透過型電子顕微鏡（■■■）により観察・評価した．■図２．■樹脂■金属接合の概略■■ff■■■試料形状，ff■■自家製圧接装置■図３■■金属低温接合のプラズマ処理方法ff■■および接合方法ff■■の概略．■ ． ■接合試料の作製と評価■■また，表面処理による異種材接合への効果は，難接着性高分子材であるポリプロピレン（■■）を接合樹脂として選択し，ナノ構造形成金属と■■との接合は，大気圧下で■■■℃まで昇温し， ■■■■■，それぞれ■（無加圧），■■■■■の圧力で加熱圧接を図２に示す装置で行った．接合処理を実施した後，引張試験により接合材の剪断強度を測定した．さらに接合破断後の破断面についても■■■観察を行い，表面構造が接合に及ぼす影響を考察した．一方，金属間接合では図３（■）に示す様に金属棒を高周波印加電極，ならびに接地電極として対向して設置し，板状試料の際と同様の真空排気とガス置換により純水素雰囲気下にて，投入電力■■■■■，放電ギャップ■■■■■■，雰囲気圧力 ■■■■■■■，ガスを連続供給すること無くプラズマ処理を ■■■■■行った．プラズマ処理後の■■，ならびに■■試料に対して低温接合を二通りの方法で実施した．一つめの接合法（接合法■）は， ■■■■■のプラズマ処理後，プラズマを生成したまま電力印加金属棒，ならびに設置側金属棒の端面同士を■軸ステージの移動機構を利用して接触させ，ステージに内蔵したバネにより ■■■■■の接合圧力を印加し，■■■■■間圧接を行ったff図３ff■■■．この方法では，金属間が接触した瞬間プラズマは消滅する．ここで金属丸棒は，接合直前の温度はプラズ加熱により ■■℃程度となり，プラズマ消滅後■■■■程度で■■℃程度まで急冷されることが分かっている．このため接合温度は，最大でも ■■℃程度といえる．また，もう一つの接合方法（接合法■■）は，先の試料と同一条件で水素プラズマ処理後に消灯し，ステージの上昇により試料を先の条件と同一の条件で圧接した．試料を圧接したまま水素を排気後大気開放し，圧接されている試料を，外部ヒーターにより概ね■■■℃に加熱した．■ ３■実験結果及び考察■■■■■■■■希釈における水素濃度依存性■希釈ガスとして■■を選択し，水素濃度を■，■■，■■，■■■％と変化させてプラズマ処理を行った試料の表面■■■観察像を図４に示す．図４より水素■■■％での試料表面には，直径■■■■■■以下の細孔が処理表面全体に確認できるが，水素濃度の減少に伴い，付着物のように観察される繊維状ナノ構造（以降ナノファズ構造と呼称）の形成が顕著になることがわかる．一方，■■■％■■プラズマ処理した表面には，若干の微細孔の形成がみられるものの，無処理基板とほぼ同一の表面形態が確認された．観察されたナノファズ構造は■■に起因し，ナノ細孔は水素に起因していると考えられるが，図４に示す■■■％■■プラズマの試料には，ナノファズ構造は一切観察されない．また，混合気中の■■濃度の上昇とともに，プラズマ体積が増加する様子が確認され，とりわけ■■■％■■プラズマは，他の濃度に比べて各段に大きな体積に発生することが確認された．この様に，雰囲気中に水素が存在することで針電極先端近傍に電力が集中し高密度プラズマが生成されるが，■■■％■■プラズマの場合，プラズマギャップへの局在が難しく高密度プラズマの生成が困難となる．このことから，単に■■プラズマを曝露するのみではナノ繊維構造は形成されず，高図４■■水素■■■混合ガス中の水素濃度が表面形態に及ぼす影響．■− 201 −
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