アルミ合金高密度プラズマ窒化技術の自動車部品内面・複雑表面処理への展開

研究課題

研究責任者	相澤龍彦芝浦工業大学, デザイン工学部, 教授
研究期間 (年度)	2013
概要	自動車の軽量化において、構造部品の軽量化、特にアルミ合金化は必須の技術である。しかしアルミ合金固有の低耐摩耗性・低硬度が大きな軛となっている。EV車においては、純アルミのヒートシンクあるいは熱電素子アルミ基板の高熱伝導性を保持しつつ、高電気絶縁性を付与することが求められている。当該、高密度アルミプラズマ窒化技術は、4時間の窒化でも表面硬度を800Hv以上に高硬度化できることに加え、プロセス条件を制御することで、AlN緻密層を形成することもできる。本研究では、3次元電磁界シミュレーションと定量的プラズマ診断を行うことで、基本となるプラズマの姿勢制御ならびに窒化反応を促進する生成核種の最適化を行う。その上で、A2011ディスクサンプルにて、当該プラズマ窒化による高硬度化を実証するとともに、モデル・ヒートシンクのプラズマ窒化に成功した。さらに、ホローカソードの利用により、パイプ内面のみを選択的にプラズマ窒化できることを示した。