切除術の手術用メスへの燃焼炎によるナノ結晶ダイヤモンド皮膜合成と切開性能評価

手术刀上燃烧火焰合成纳米晶金刚石膜用于切除及切口性能评价

基本信息

批准号：
21K03746
负责人：
高橋護
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03746/
关键词：
ダイヤモンド皮膜材料加工・処理表面・界面物性

项目摘要

昨年度までは，通常のアセチレン－酸素ガスを用い，現在までの研究で得られている合成条件を適用し合成を行った．この際，合成後にステンレス鋼基板上に皮膜を合成することが可能となったが，合成後，合成された皮膜がはく離してしまう現象が発生した．本年度は，このはく離が発生する現象を抑制するためのダイヤモンド皮膜の合成条件をさらに検討し，ステンレス鋼基板上に燃焼炎によりダイヤモンド皮膜の合成を行った．ここで，現在までの先行研究において燃焼炎の白心から基板表面までの距離（白心距離）がダイヤモンド皮膜の接合に影響を与えることがわかっている．そのため，合成の際に白心距離をパラメーターとして変化させ合成を行った．この際，合成中における合成温度を一定，基板表面の粗さも一定として合成を行った．その結果，合成後にステンレス鋼基板上に合成された皮膜が若干はく離してしまう現象が発生したが，皮膜を合成することが可能となった．また，合成された皮膜の特性評価を走査型電子顕微鏡，ならびにX線回折装置を用いて行い，ダイヤモンド皮膜が合成されていることを確認した．その後，高純度アセチレン－酸素ガスに窒素を添加した混合ガスを用い，ステンレス鋼基板上にナノ結晶ダイヤモンド皮膜の合成を行った．この際，ダイヤモンドを合成する前にステンレス鋼基板の前処理として基板表面のスクラッチング処理を施し，基板表面の粗さを変化させた基板上に合成を行った．ここで，合成中における合成温度を一定，また，燃焼炎の白心距離も合成中に一定として合成を行った．その結果，合成後にステンレス鋼基板上に合成された皮膜が若干はく離してしまう現象が発生したが，皮膜を合成することが可能となった．また，合成された皮膜を走査型電子顕微鏡等により合成皮膜の特性評価を行い，ナノ結晶ダイヤモンド皮膜が合成されていることを確認した．

直到去年，使用普通乙炔-氧气并应用迄今为止研究得出的合成条件进行合成。此时，合成后可以在不锈钢基板上合成皮膜，但合成后发生合成皮膜剥离的现象。今年，我们进一步研究了抑制这种剥落现象的金刚石涂层的合成条件，并利用燃烧火焰在不锈钢基材上合成了金刚石涂层。先前的研究表明，燃烧火焰的白色中心到基材表面的距离（白色中心距离）影响金刚石膜的结合。因此，我们在合成时通过改变白色中心距作为参数来进行合成。此时，合成过程中合成温度保持恒定，基材表面的粗糙度也保持恒定。其结果是，虽然在不锈钢基板上合成的膜在合成后存在轻微剥离的现象，但是能够合成该膜。另外，使用扫描型电子显微镜和X射线衍射装置评价合成膜的特性，结果确认合成了金刚石膜。然后，使用添加氮气的高纯度乙炔-氧气混合气体在不锈钢基板上合成纳米晶金刚石薄膜。此时，在合成金刚石之前，我们对不锈钢基体表面进行了划痕处理作为预处理，并在基体表面粗糙度不同的基体上进行合成。这里，在合成期间合成温度恒定且合成期间燃烧火焰的白色中心距离也恒定的情况下进行合成。其结果是，虽然在不锈钢基板上合成的膜在合成后存在稍微剥离的现象，但是能够合成该膜。另外，使用扫描电子显微镜等评价合成膜的特性，确认合成了纳米结晶金刚石膜。