歯科用回転切削工具への燃焼炎法によるダイヤモンド皮膜合成とその性能評価

牙科旋转切削刀具上金刚石薄膜的燃烧火焰法合成及其性能评价

基本信息

批准号：
18760073
负责人：
高橋護
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Akita University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

今年度は,まず申請者らが提案したWC-Co基板上でダイヤモンドを合成する3段階合成法を用いてWC-Co基板表面上に燃焼炎法によりダイヤモンド合成を行い,合成ならびに接合状況を調査した。この際,基板の前処理として化学処理を行い,化学処理を行う時間の違いにより基板表面の形態を変化させ,接合強度に及ぼす影響を検討した。実験結果より,前処理時間が短いとはく離が発生しやすく,時間が長くなるとはく離が発生しにくくなることがわかった。すなわち,前処理時間の増加が,はく離の抑制に効果があることがわかった。また,この際の基板表面の形態の観測を行い,その原因について検討した。さらに,合成皮膜の物質の特定を行い,ダイヤモンドが合成されていることを確認した。ここで,WC-Co歯科用回転切削工具にダイヤモンド皮膜を施す際の化学処理により切削工具の強度が低下し,工具の破壊につながるという問題がある。そこで,ダイヤモンド皮膜を施す前の歯科用回転切削工具の性能を定量的に評価した。ここで,一定の実験条件で切削試験を行うことが可能な切削試験機を作製し,切削荷重を切削工具の性能として注目し測定を行った。切削工具は切刃形状の違うものについて試験を行い,前処理を行なった工具と行っていない工具についての比較を行い,切削工具の性能を検討した。また,前述の合成条件にしたがい,WC-Co歯科用回転切削工具に昨年度改良を行った実験装置によりダイヤモンド皮膜合成を行った。この際,切削工具そのものが小さいこともあり非常に高温となりすぎるためダイヤモンド皮膜合成が難しくなることがわかった。そのため冷却装置等の改良を行ったが,冷却効率が向上せずダイヤモンド皮膜合成までは至らなかった。よって,さらなる冷却効率の向上をはかりダイヤモンド皮膜合成を行う必要があることがわかった。

今年，申请人首先使用了三步合成方法，在申请人提出的WC-CO底物上合成钻石，通过使用燃烧火焰方法研究合成和键合条件，将WC-CO底物上的钻石合成。在这种情况下，化学处理是作为基材的预处理，并且由于化学处理所需的时间差异而改变了底物表面的形态，并检查了对粘结强度的影响。实验结果表明，较短的预处理时间往往会导致剥离，而较长的时间则使脱皮的可能性较小。换句话说，发现预处理时间的增加可有效抑制剥离。此外，目前观察到底物表面的形态，并研究了原因。此外，确定了合成涂层的材料，并确认钻石已合成。在这里，将钻石涂层应用于WC-CO牙科旋转切割工具时，存在化学处理的问题可降低切割工具的强度，从而破坏工具。因此，在施加钻石涂层之前的牙齿旋转切割工具的性能进行了定量评估。在这里，制造了一台能够在某些实验条件下进行切割测试的切割测试机，并注意切割负荷作为切割工具的性能进行测量。测试了切割工具的不同尖端形状，并比较了预处理的工具和未进行预处理的工具，并检查了切割工具的性能。此外，根据上述合成条件，使用实验装置合成了钻石涂层，该实验装置去年改善了WC-CO牙科旋转切割工具。目前，发现切割工具本身很小，温度太高，因此很难合成钻石涂层。因此，尽管冷却系统得到了改善，但没有提高冷却效率，也没有实现钻石涂层。因此，已经发现有必要进一步提高冷却效率并执行钻石涂层合成。