■■図１２■■各種表面処理■■試料とポリプロピレン樹脂の異材接合試料における剪断強度．（■）未処理，ff■■＃■■■■サンドペーパ，ff■■水素プラズマ処理，ff■■■■＋■ 混合ガス処理した■■試料．■図１３．■■■■■■接合試料の引張試験後破断試料の破断面の■■■像．（ａ）全体観察像，（ｂ）■■の残留が少なかった部分の拡大図，ff■■残留■■が多量に観察された部分の境界領域の拡大図．■ズ構造により被覆される領域の面積が増大し，■■■■■■の試料では，表面全域がファズで覆われ，ファズ形成層の厚みも増大していることが，■■■像における基板の焦点のぼけから示唆される．また，■■表面のファズ構造の被覆率を定量的に評価すると，■■■■■， ■■■■■，■■■■■■において，それぞれ約■■％，■■％，■■％と増大することが分かった．ここで，■■■■■で被覆率が■■％， ■■■■■での被覆率が■■％程度であることを考えると，ナノファズ構造は，プラズマ曝露と同時に，基板表面のランダムな位置に急激に形成されるが，■■イオンは，被覆率を増加させるだけでなく，初期にできたファズ層の厚みの増加にも寄与するため，時間の経過とともに被覆率の増大が緩やかになることが予想される．加えて，各曝露時間で形成されたファズ繊維の直径は，いずれも約■■■■■であり，曝露時間に依存しないことがわかった．これより，ファズ形成の起因となる■■バブルの直径は，照射時間により変化せず常に一定のバブルが金属内で生成され，形成されたバブルは相互に合体することなく，即座にファズ形成に寄与していることが予想される．■■■■■ナノファズ構造■■試料と■■の接合強度評価■■■■試料に■■を加熱圧接により接合した試料の剪断強度を図１２に示す．図１２に示す試料は，それぞれ（■）無処理，ff■■＃■■■■のサンドペーパで傷つけ処理したもの，ff■■■ プラズマ，およびff■■■ ■■■プラズマ処理したものである．図１３に示す接合試料の接合圧力は，いずれも無加圧，即ち自重のみである．得られた試料の接合強度は，プラズマ曝露を行っていない無処理基板ではわずかに■■ ■■■■であるのに対し，■ ■■■プラズマ曝露した試料においては無加圧で■■■■■■■まで上昇した．さらに■■■■■で圧接した試料では，■■■■■■■■の接合強度を示した．ここで，傷つけ処理をした試料の接合強度は，無処理基板と同程度の■■■■■■■であったことから，プラズマ処理による接合強度の大幅な上昇は，微細なナノ構造の付与によるものと考えられる．■■■■．■■■■の接合強度が得られた■■試料の破断後の接合形成面を■■■により観察した．その結果を図１３に示す．図１３ff■■では，直径 ■■■■■の円形状のプラズマ加工痕，ならびに赤い枠線内に■■が三日月状に残留している様子が確認される．一般的な■■の引張強度は， ■■■■■■■と報告されており５），観察結果と報告値の値から，■■が母材破壊することで接合破断したことを示しており，接合強度が■■母材強度を上回っていることが示唆される．また，図１３ff■■よりサブµmサイズの細孔に■■が入り込み剪断方向に引き延ばされている様子が確認できる．このようにナノ細孔に■■が複雑に入り込むアンカー効果が発現したことが，剪断強度が大幅に増加した要因の一つ目であると考えられる．さらに図１３ff■■は，残留した■■と銀表面が露出している境界近傍の拡大像であり，■■表面に■■が厚く付着している様子が確認される．さらに拡大すると，■■の繊維状構造の隙間に■■が入り込み，引張試験により■■が剪断方向に引き延ばされた様子が確認できる．この様に，ナノファズ構造と■■が高密度に絡み合うアンカー効果が発現したことが，剪断強度の大幅な増強のもう一つの原因であると考えている．以上から，プラズマ処理により得られるサブµmスケールの細孔及び繊維状構造は■■■■■の強固な接合に適用可能であることが分かった．■■■■■ナノ細孔処理■■■■■試料の低温接合■■実験方法で述べた各接合により得られた金属試料の観察像を図１４に，それぞれの方法での接合の成否を表Īに示す．なお，比較対象として，プラズマ処理を全く行わなかった金属試料を接合法■■により，接合を試みた結果も表■に記載している．■図１４に示すとおり，今回プラズマ処理を行った■■ならびに■■試料では，前述の接合法■，ならびに接合法■■のどちらを用いても，金属丸棒が接合されていることが分かる．一方，水素プラズマ処理を行わなかった試料では，− 204 −
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