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DLCの基礎と応用展開    
Fundamentals and Applications of DLC Films
[コードNo.2016T013]

※ 本書籍はご試読頂けません ※

■監修/ 大竹尚登
■体裁/ B5判 265ページ
■発行/ 2016年7月21日 (株)シーエムシー出版
■定価/ 73,440円(税込価格)
■ISBNコード/ 978-4-7813-1167-8

 
★普及期に入ったDLC技術の本格専門書!!
★構造分析、評価などの基礎理論から各種応用技術までを網羅!!
★国際標準規格(ISO)制定を前に、益々盛り上がりを見せるDLC最新情報が満載!!

キーワード

SP2結合/SP3結合/ta-C/ta-C:H/a-C/a-C:H/PLC/アモルファス/グラファイト/NEXAFX/XPS/トライボロジー/摺動/スパッタ法/アーク式イオンプレーティング法/レーザー蒸着法/プラズマCVD法/自動車部品/電池/フィルム

刊行にあたって

 ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-Like Carbon、以下DLC)膜は、宝石で知られるダイヤモンドと炭で知られるグラファイトの中間の物質で、ダイヤモンドのsp3結合とグラファイトのsp2結合の両者を炭素原子の骨格構造としたアモルファス炭素膜である。DLC中のダイヤモンド結合の成分は20〜90%と幅広く、水素を0〜50%含み、さらにシリコンなどの第3元素を含むこともあるので、一言でDLCと言ってもその物性は千差万別である。そこで、DLCを何種類かに分けて産業応用しやすくする必要に迫られており、現在DLCの標準化が検討されている。
 DLCは以前と比較して随分身近な存在になった。自動車を例にとれば、F1クラスにしか用いられていなかったDLCコーティング部品が、100万円台の市販車にも用いられている。低燃費が希求される自動車業界にあって、摩擦係数の低い表面を実現できるDLCは、今後ますます重宝される存在になるだろう。
本書は、主にDLCの応用を扱ったものであるが、用途拡大に必要な基礎的視座を重視し、DLCの構造、表面修飾についても詳述している。もちろん応用の基幹をなす機械的特性とトライボロジー特性については多くのページを割いている。DLCの応用とそれを支える基礎技術について、読者の皆様に多くの気づきがあることを期待する。

「はじめに」より一部抜粋

著者一覧

大竹尚登東京工業大学
神田一浩兵庫県立大学
佐々木信也東京理科大学
加納眞KANO Consulting Office
大花継頼(国研)産業技術総合研究所
平栗健二東京電機大学
三好理子(株)東レリサーチセンター
竹田正明(株)東レリサーチセンター
辻岡正憲日本アイ・ティ・エフ(株)
平塚傑工ナノテック(株)
赤理孝一郎(株)神戸製鋼所
鈴木泰雄(株)プラズマイオンアシスト
熊谷泰ナノコート・ティーエス(株)
森広行(株)豊田中央研究所
佐川琢円日産自動車(株)
熊谷正夫(株)不二WPC
松尾誠(株)iQubiq
岩本喜直(株)iMott
鹿田真一関西学院大学
梅原徳次名古屋大学
鷹林将(株)アドテックプラズマテクノロジー
白倉昌オールテック(株)
森貴則慶應義塾大学
鈴木哲也慶應義塾大学
中村挙子(国研)産業技術総合研究所
稗田純子名古屋大学
青野祐美防衛大学校
一ノ瀬泉(国研)物質・材料研究機構
赤坂大樹東京工業大学
滝川浩史豊橋技術科学大学
井上雅貴東京工業大学
村瞭太東京工業大学
葛巻徹東海大学

目 次

第1章DLCの基礎
1DLC膜の基礎と応用の概観  (大竹尚登)
1.1はじめに
1.2機械とDLC
1.3切削工具とDLC
1.4DLCの分類
1.5DLC成膜の基礎
2DLC構造分析の基礎  (神田一浩)
2.1DLC膜の構造
2.2DLC膜のsp2/sp3比の分析方法
2.3DLC膜の水素含有率の分析方法
2.4ヘテロ元素含有DLC膜の構造解析
3薄膜トライボロジーの基礎  (佐々木信也)
3.1はじめに
3.2トライボロジーの基礎メカニズム
3.3トライボマテリアルとしてのDLCの特徴
3.4おわりに
4DLCのトライボロジー応用における留意点  (加納眞)
4.1はじめに
4.2応用における留意点
4.3おわりに
5DLC膜の密着力とその評価 (大花継頼)
5.1はじめに
5.2一般的な評価方法
5.3摩擦摩耗試験とはく離
5.4統計的なはく離荷重
5.5はく離評価における課題
5.6おわりに
6DLCの生体親和性  (平栗健二)
6.1はじめに
6.2アモルファス炭素系薄膜(含むDLC膜)と膜特性
6.3評価結果
6.4まとめ
7固体NMRによる炭素膜の構造分析  (三好理子、竹田正明)
7.1はじめに
7.2固体高分解能NMR(核磁気共鳴)法によるsp3炭素比率の評価
7.3DLC膜の評価事例
7.4まとめ
第2章機械的応用展開
1DLCの機械的応用の最前線  (辻岡正憲)
1.1はじめに
1.2DLCの種類と特徴
1.3工具・金型への応用
1.4DLCの機械部品(摺動部品)への応用
1.5DLCの自動車部品への応用
1.6まとめ
2分析の視点からの機械的応用と特徴  (平塚傑工)
2.1はじめに
2.2光学的評価による構造と硬さの関係
2.3多元素含有とその特性
2.4おわりに
3DLCの自動車部品への適用の新展開  (加納眞)
3.1はじめに
3.2自動車部品への適用状況
3.3DLC膜の摩耗に及ぼす潤滑剤の影響
3.4DLCの自動車部品適用の新展開
3.5おわりに
4UBMS装置によるDLC膜の最前線  (赤理孝一郎)
4.1UBMS法の原理と特長
4.2UBMS装置によるDLC形成プロセス
4.3UBMS法による高機能DLC膜の形成
4.4UBMS装置によるDLC膜の展開
5導電性DLCをコートした燃料電池用セパレータの開発  (鈴木泰雄)
5.1はじめに
5.2セパレータに要求される特性
5.3DLCの導電化
5.4接触抵抗の低減
5.5耐食性
5.6低コスト
5.7ステンレスセパレータの発電性能
5.8アルミセパレータの発電性能
5.9まとめ
6多層化水素含有DLC膜の特性と応用  (熊谷泰)
6.1はじめに
6.2成膜装置とプロセス
6.3密着力評価
6.4トライボロジー特性
6.5実用例
6.6おわりに
7DLC-Si膜の電動ウォータポンプシャフトへの適用  (森広行)
7.1はじめに
7.2鋼材への高密着化技術
7.3DLC-Si膜のトライボジー特性
7.4防食設計
7.5おわりに
8ta-Cの自動車部品への適用  (佐川琢円)
8.1はじめに
8.2ta-Cの自動車部品への適用事例
8.3ta-C膜における低フリクション化
8.4ta-C膜と省燃費エンジンオイルによる低フリクション化メカニズム
8.5おわりに
9WPC処理によるAl合金部材へのDLCコーティング  (熊谷正夫)
9.1はじめに
9.2WPC処理について
9.3DLC被覆のためのアルミニウム合金へのWPC処理
9.4DLC被覆アルミニウムピストンの開発
9.5おわりに
10セグメント構造DLC膜のはさみへの応用展開  (松尾誠、岩本喜直)
10.1理美容用はさみの構造設計
10.2理美容用S-DLCコーティングはさみの設計
10.3S-DLCコーティングはさみの特性
10.4S-DLCコーティングはさみのまとめ
10.5S-DLCコーティングはさみの今後の展開
11ナノダイヤモンドの合成と機械的応用  (鹿田真一)
11.1はじめに
11.2合成と特性
11.3機械的応用
11.4機械的応用の展開
12a-CNx膜のトライボロジー特性  (梅原徳次)
12.1はじめに
12.2a-CN膜の乾燥窒素中における超低摩擦の発現
12.3a-CNxの乾燥窒素ガス中超低摩擦発現メカニズム
12.4a-CNxの添加剤を含有しないベース油(PAO油)中での超低摩擦発現
12.5a-CNx膜の反射分光分析摩擦面その場観察による構造変化層の厚さ及び物性と摩擦係数の関係
12.6今後の展開
第3章電気的・光学的・化学的応用展開
1DLCの電気特性と化学構造との関係  (鷹林将)
2DLC膜のガスバリヤ性とその応用の最前線  (白倉昌、森貴則、鈴木哲也)
2.1はじめに
2.2PETボトル内面へのDLCコーティングと改良開発の状況
2.3PETボトルのリユース適性向上への利用
2.4大気圧プラズマCVD法によるガスバリヤ性向上
2.5DLC膜と酸化ケイ素系膜の積層膜の大気圧プラズマによるコーティング
2.6マイクロ波励起大気圧プラズマCVD法によるDLCコーティング
2.7大気圧プラズマCVD法によるコンクリート保護
2.8おわりに
3DLCの表面修飾法  (中村挙子)
3.1はじめに
3.2フッ素官能基化技術
3.3酸素官能基化技術
3.4硫黄官能基化技術
3.5他のカーボン材料への適用
3.6化学修飾カーボン材料の医用応用
3.7まとめ
4BドープDLCの生体親和性  (稗田純子)
4.1はじめに
4.2BドープDLC膜の作製
4.3BドープDLC膜の表面構造と表面特性
4.4BドープDLC膜の血液適合性
4.5おわりに
5アモルファス窒化炭素のガス応答性  (青野祐美)
5.1はじめに
5.2抵抗値の雰囲気依存性
5.3雰囲気依存性の原因
5.4まとめ
6DLCのフィルターへの応用  (一ノ瀬泉)
6.1はじめに
6.2研究動向
6.3DLC製の濾過フィルターの特徴
7DLC膜の耐エッチング性  (赤坂大樹)
第4章次世代DLC応用のためのキー技術
1大電力パルススパッタリングによるDLC成膜技術  (平塚傑工)
1.1はじめに
1.2高硬度化
1.3高速成膜
1.4HiPIMS技術の今後の展開
2高sp3比DLC膜の成膜  (滝川浩史)
2.1はじめに
2.2成膜方法
2.3真空アーク蒸着
2.4フィルタードアーク蒸着
2.5高sp3比DLC膜の作り方
2.6高sp3比DLC膜の応用
2.7おわりに
3準大気圧・大気圧DLC成膜と円管内壁へのDLC成膜  (大竹尚登、井上雅貴、村瞭太)
3.1ナノパルスプラズマCVDと準大気圧下でのDLC成膜
3.2準大気圧下でのDLC膜の厚膜化
3.3大気圧下でのDLC成膜
3.4ナノパルスプラズマCVDによる円管内へのDLC成膜
3.5まとめ
4ナノ材料試験システムによるDLC膜の力学特性評価  (葛巻徹)
4.1緒言
4.2実験方法
4.3実験結果および考察
4.4まとめ
第5章DLCとその応用の未来  (大竹尚登)



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