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，我们将首先采用燃烧火焰法在WC-Co基体表面合成金刚石，利用申请人提出的三步合成方法在WC-Co基体上合成金刚石，并研究合成和键合条件。做过。此时，进行化学处理作为基材的预处理，通过改变化学处理时间来改变基材表面的形貌，并研究对结合强度的影响。实验结果表明，当预处理时间短时，容易发生剥落，当预处理时间长时，不易发生剥落。即，可知延长预处理时间对于抑制剥落是有效的。我们还观察了此时基板表面的形貌并调查了原因。另外，还鉴定了合成涂层的材质，确认合成了金刚石。这里，存在一个问题，即当将金刚石涂层应用于WC-Co牙科旋转切削工具时的化学处理降低了切削工具的强度，导致工具破损。因此，对金刚石涂层前的牙科旋转切削刀具的性能进行了定量评价。在这里，我们创建了一台切削试验机，可以在一定的实验条件下进行切削试验，并测量切削载荷，重点关注切削刀具的性能。对不同切削刃形状的切削刀具进行了测试，并对经过预处理和未经预处理的刀具进行了比较，以检验切削刀具的性能。此外，根据上述合成条件，使用去年在WC-Co牙科旋转切削工具上改进的实验装置进行金刚石膜合成。这时发现，切削刀具本身较小，温度过高，难以合成金刚石薄膜。因此，对冷却设备进行了改进，但冷却效率并未提高，无法合成金刚石膜。因此，人们发现有必要合成金刚石薄膜来进一步提高冷却效率。