DLC・ダイヤモンドコーティング講演会に見る、膜構成や前処理の難しさ

本コンソーシアム事務局のメカニカル・テック社の『メカニカル・サーフェス・テック』編集部は9月26日、東京都丸の内のTKPガーデンシティPREMIUM東京駅丸の内中央で講演会「DLC・ダイヤモンドコーティングの技術と産業応用」を開催しました。

本講演会では、耐摩耗性や潤滑性、付着抑制など基材表面にさまざまな機能を付与できるダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングおよびダイヤモンドコーティングの技術と、それら薄膜の各種特長を活用した自動車、切削工具、地熱発電での適用についての3件の講演が行われました。

講演1「自動車におけるDLCコーティングの技術と適用」糸村大輔氏（デンソー）

小型・軽量化、省エネ、燃費向上、リサイクル性、高性能化といった自動車における課題に対して、多様化する機能を低環境負荷・低コストでグローバルに提供するための被膜開発の取り組みについて説明がなされました。尿素インジェクターにおけるニードルの摩耗抑制のためのDLC成膜の事例では、尿素水作動試験ではく離が発生した課題に対して、はく離メカニズムを究明した上で、密着力向上に向けて中間層材料を比較・検討し、密着力の発現メカニズムを明らかにし、高密着力のWC中間層を適用した事例が紹介されました。

講演2「ダイヤモンドコーティングの技術と切削工具における適用」村澤功基氏（オーエスジー）

切削工具に使われる同社の微結晶／粗結晶のダイヤコートをそれぞれ処理した切削工具について、切削性能の比較、加工面粗さの比較を実施した結果についての紹介がなされました。ダイヤコート切削工具の基材には、ハイスに含まれるFeが成膜中にダイヤモンドの生成を阻害することなどからハイスは不可で、切削工具用には超硬合金が推奨されるものの、なおかつ前処理が必要不可欠とのことでした。一般的な前処理方法として、①超硬合金表面のCo除去と粗面化処理、②核付け処理による核発生の促進、が挙げられました。

講演3「地熱発電システムにおけるDLCコーティングの技術と適用」中島悠也氏（富士電機）

再生可能エネルギーの中でも電力系統の安定化に大きく寄与する地熱発電の優位性と、シリカスケールの付着による出力低下の課題について解説しました。シリカ付着を抑制して高出力を維持し収益性を向上させる目的で、化学的に析出付着するシリカに対してDLCによる低付着化を行いました。シリカの析出付着モードに対して低付着なDLC化学構造を明確化したほか、DLC表面へのシリカ低付着化モデルを解明しました。DLCの化学構造として低sp2結合量、高い水素含有量のものが、発電効率を阻害するシリカの付着量を低減させるとのことでした。

これらは講演会内のわずか3分野の技術的内容ですが、DLC膜やダイヤモンド膜の膜構成や前処理の難しさをうかがわせるものでした。

最適な膜構成や前処理に限らず、表面課題にお困りの際はいつでも、当コンソーシアムにご相談ください。皆さまとの共創で表面課題の解決につなげられれば幸いです。