JP2017025385A - コールドスプレー装置およびこれを用いた被膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】材料粉末同士を凝集させることが困難な材料粉末、酸化されやすい材料粉末や吸湿性の高い材料粉末を使用した場合であっても、材料粉末表面をクリーニングすることができ、かつ高い緻密性および強度を有する被膜を形成することができるコールドスプレー装置を提供する。また、大気中において使用することができ、効率よく、かつ低コストで被膜を形成することができるコールドスプレー装置を提供する。【解決手段】実施形態によるコールドスプレー装置は、大気中において、材料粉末を作動ガスとともにノズルから噴射し、基材に衝突させて被膜を形成するコールドスプレー装置であって、ノズルから噴射後、基材に衝突する直後までの間に、材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構を備えてなることを特徴とするものである。【選択図】図１

Description

本発明は、コールドスプレー装置およびこれを用いた被膜形成方法に関する。

基材へ被膜を形成する装置として、材料粉末を作動ガスによりノズルから噴射し、固相状態のまま基材に衝突・付着させることができるコールドスプレー装置が知られている（特許文献１〜３）。コールドスプレー装置を用いて、被膜を形成させた場合、材料粉末をその融点以上の高温に加熱する必要がない。そのため、加熱に起因する酸化や相変態などを防止することができ、意図した性質を有する被膜を形成させることができる。

しかしながら、コールドスプレー装置による被膜形成に使用することのできる材料粉末の種類はごく限られたものである。例えば、酸化アルミニウム（アルミナ）などのような材料粉末同士を凝集させることが困難な材料粉末を使用した場合、単なる圧粉体となってしまったり、高い緻密性を有する被膜を形成することができなかった。また、マグネシウムやアルミニウムなどのような酸化されやすい材料粉末を使用した場合、被膜形成前の保管期間や噴射中に一部酸化を受けてしまい、被膜表面の美観性や被膜の強度を低下させてしまっていた。さらに、酸化ジルコニウムなどの吸湿性の高い材料粉末を使用した場合、被膜形成前の保管期間などに周囲の水分を吸収し、これを用いて形成した被膜の強度を低下させてしまっていた。

ここで、特許文献４において減圧プラズマ溶射による被膜形成方法が提案されているが、該方法は、減圧条件下など、条件を非常に制限されるものであり、工業的に非効率であり、また、高いコストを要する。

特開２０１２−１９３４４１号公報 特開２０１２−１９２４０１号公報 特開２００８−２９７１８４号公報 特開２０００−２１２７６６号公報

本実施形態は、上記問題に鑑みてなされたものであり、材料粉末同士を凝集させることが困難な材料粉末、酸化されやすい材料粉末（表面が一部酸化された材料粉末を含む）や吸湿性の高い材料粉末を使用した場合であっても、材料粉末表面をクリーニングすることができ、かつ高い緻密性および強度を有する被膜を形成することができるコールドスプレー装置およびこれを用いた被膜形成方法を提供するものである。また、大気中において使用することができ、効率よく、かつ低コストで被膜を形成することができるコールドスプレー装置およびこれを用いた被膜形成方法を提供するものである。

実施形態によるコールドスプレー装置は、大気中において、材料粉末を作動ガスによってノズルから噴射し、基材に衝突させて被膜を形成するコールドスプレー装置であって、ノズルから材料粉末が噴射された後から、基材に衝突する直後までの間に、材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構を備えてなることを特徴とするものである。

実施形態による被膜形成方法は、上記コールドスプレー装置を用いた被膜形成方法であって、ノズルから作動ガスによって粉末粒子を噴射する工程と、噴射させた前記粉末粒子に対し、エネルギー付与機構を使用して、エネルギーを付与する工程と、を含んでなることを特徴とするものである。

本実施形態によれば、材料粉末同士を凝集させることが困難な材料粉末を使用した場合であっても、高い緻密性を有する被膜を形成することができる。また、酸化されやすい材料粉末（表面が一部酸化された材料粉末を含む）を使用した場合であっても、材料粉末表面の酸化物を除去することによりクリーニングでき、高い美観性および緻密性を有する被膜を形成することができる。また、吸湿性の高い材料粉末を使用した場合であっても、剥離することなく、十分な強度を有する被膜を形成することができる。また、大気中において使用することができるため、高効率かつ低コストで被膜を形成することができる。

図１は、実施形態によるコールドスプレー装置を示す。 図２は、実施形態によるコールドスプレー装置を示す。 図３は、実施形態によるコールドスプレー装置を示す。 図４は、実施形態によるコールドスプレー装置を示す。 図５は、実施形態による材料粉末を示す。

（コールドスプレー装置）
実施形態によるコールドスプレー装置１００は、大気中において、材料粉末を作動ガスによりノズルから噴射し、基材に衝突させることにより、被膜を形成するコールドスプレー装置である。そして、ノズルから噴射された材料粉末に対し、基材に衝突する直後までに、レーザー照射などによってエネルギーを付与する機構１０（以下「エネルギー付与機構」ということがある。）を備えてなることを特徴とする（図１参照）。また、エネルギー付与機構は、レーザービームを、コールドスプレーから噴射される作動ガスのガス流に照射するものに限定されず（図１参照）、例えば基材と略平行にシートレーザーを照射することにより、エネルギー照射領域に材料粉末を通過させることにより行われてもよい（図２参照）。

ノズルから噴射後、基材に衝突する直後までの間に、材料粉末に対し、エネルギーを付与することにより、固相状態にある材料粉末の原子の振動をより活発にすることができる。このため、原子同士、材料粉末同士の凝集力を向上させることができる。また、材料粉末表面の汚染物や酸化物を除去することができる。さらに、材料粉末にエネルギーを付与することにより、融点以下ではあるが、材料粉末を加熱することができ、材料粉末の含水量を低下させることができる。これらの効果が相乗的に働き、高い美観性および緻密性を有する被膜が得られる。

一実施形態において、材料粉末へのエネルギーの付与は、ノズルから噴射後から、基材に衝突する直後までの間に行われればよい。しかしながら、基材に衝突する直前から、基材に衝突する直後までの間に、エネルギーの付与を行うことにより、クリーニングした材料粉末表面が、大気中を移動している間に、再度酸化されてしてしまったり、材料粉末表面に汚染物が付着してしまったりすることを防止することができるため、より好ましい。具体的には、材料粉末が基材に衝突する直前１ミリ秒〜基材に衝突直後１ミリ秒の間に行われることが好ましく、基材に衝突する直前１００ナノ秒〜基材に衝突直後１００ナノ秒の間に行われることがより好ましい。また、基材との距離が、１０ｍｍ以下の時点で行われることが好ましく、５ｍｍ以下の時点で行われることがより好ましい。

また、粉末材料へのエネルギー付与時間は、噴射される材料粉末の平均一次粒子径および平均二次粒子径、粉末材料の流速ならびに使用するエネルギー付与機構の種類などに応じ、適宜変更することが好ましいが、例えば、１０ナノ秒以上であることが好ましく、２０ナノ秒〜１００ナノ秒であることがより好ましい。

また、単位面積あたりの材料粉末へのエネルギー付与量は、１０Ｗ〜５００Ｗであることが好ましく、２０Ｗ〜１００Ｗであることがより好ましい。

また、実施形態によるコールドスプレー装置１００は、粉末供給部１１、スプレーガン本体１２、ノズル１３、コンプレッサー１４および加熱ヒーター１５など、従来コールドスプレー装置が備える各種機構を備えてなることができる（図１参照）。また、実施形態によるコールドスプレー装置１００は、材料粉末と、基材との衝突部を観察できる機構（以下、「観察機構」という）やレーザーなどの照射位置を調節する、即ち、エネルギー付与領域を調節する機構（以下、「エネルギー付与領域調節機構」という）を備えていてもよい（図示せず）。また、実施形態によるコールドスプレー装置１００は、衝突部の位置情報に基づいて、エネルギー付与領域を調節する程度を算出し、エネルギー付与領域調節機構を制御する機構（以下、「制御機構」という）を備えていてもよい（図示せず）。

（コールドスプレー装置の動作）
まず、粉末供給部１１へ材料粉末を投入する。この材料粉末は、粉末供給ガスにより、ノズル１３へ供給される。次いで、コンプレッサー１４において圧縮され、加熱ヒーター１５において予備加熱された作動ガスとともに、ノズル１３に供給された材料粉末は、ノズル１３から噴射される。この作動ガスは、ノズル１３を通過させることにより、超音速に加速させることができる。そして、噴射された材料粉末に対し、エネルギー付与機構１０を使用してエネルギーを付与する。エネルギーが付与された材料粉末は、作動ガスにより、基材１６へ衝突し、被膜を形成する。

形成される被膜の厚さは、被膜の使用用途などに応じ適宜変更することができる。例えば、被膜の厚さを５０μｍ〜２００μｍとすることができる。また、実施形態によるコールドスプレー装置によれば、材料粉末に対し、十分なエネルギーを付与することができるため、従来のコールドスプレー装置では、形成が困難であった１００μｍ以上の厚さを有する被膜を形成することも可能である。

形成する被膜の使用用途としては、例えば、ガスタービンや蒸気タービンなどにおける耐熱膜や、水力発電などにおいて使用される水車の耐土砂摩耗・耐キャビテーション被膜などが挙げられる。

ノズル先端から基材までの距離は、材料粉末の噴射速度などを考慮し、適宜変更することが好ましいが、例えば、０．５ｃｍ〜２ｃｍとすることができる。

（エネルギー付与機構）
第１の実施形態によるエネルギー付与機構は、図１に示すように、パルスレーザー照射装置１０である。パルスレーザー照射装置より照射されるパルスレーザー光は、材料粉末表面のクリーニング効果が極めて高く、また、材料粉末に高いエネルギーを付与することができるため、本実施形態は、特に好ましい。

一実施形態において、パルスレーザー照射装置１０は、ＹＡＧレーザー発振器などのレーザー発振器１７、光ファイバ１８および光学ヘッド１９を備えてなる。

パルスレーザー照射装置から照射されるパルスレーザー光のパルス幅は、５０ｎｓ以下であることが好ましい。パルス幅が５０ｎｓ以下であることにより、材料粉末および基材を過度に加熱することなく、材料粉末にエネルギーを付与することができ、また、材料粉末表面の汚染物や、酸化物を除去することができ、良好な被膜を形成させることができる。より好ましくは、パルス幅は、２０ｎｓ〜４０ｎｓである。

また、パルスレーザー照射装置の出力は、１０〜１ｋＷであることが好ましく、２０〜１００Ｗであることがより好ましい。また、発振周波数は、１０〜５００ｋＨｚであることが好ましく、５０〜２００ｋＨｚであることがより好ましい。

パルスレーザー光の光束径は、材料粉末の一次平均粒子径および二次平均粒子径などに応じ、適宜調整すべきであり、特に限定されるものではないが、０．０１ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。

パルスレーザー光の波長は、２００ｎｍ〜３５００ｎｍであることが好ましく、５００ｎｍ〜１５００ｎｍであることがより好ましい。

パルスレーザー照射装置としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、東成エレクトロンビーム株式会社製、商品名：イレーザーなどを使用することができる。

第２の実施形態によるエネルギー付与機構は、図３に示すように、真空中で発生した電子ビームを透過膜を通してスプレー雰囲気中に取り出す、電子ビーム照射装置である。電子ビームは、形成させる被膜の光学的影響を受けにくく、安定してエネルギーを付与できるため好ましい。

一実施形態において、電子ビーム照射装置２０は、ＥＢガン２１、ケーブル２２およびＥＢ電源２３を備えてなる。

電子ビームの径は、材料粉末の一次平均粒子径および二次平均粒子径などに応じ、適宜変更することが好ましく、特に限定されるものではないが、一般に０．０１ｍｍ〜５ｍｍであることが好ましく、０．１ｍｍ〜１ｍｍであることがより好ましい。

電子ビームの加速電圧は、１０〜４００ｋＶであることが好ましく、２０〜１００ｋＶであることがより好ましい。

電子ビーム照射装置としては、従来公知のものを使用することができ、例えば、ウシオ電機株式会社製、商品名：Ｍｉｎ−ＥＢなどを使用することができる。

第３の実施形態によるエネルギー付与機構は、図４に示すように、プラズマ発生装置である。一実施形態において、プラズマ発生装置２４は、プラズマトーチ２５、ガス供給装置２６、ケーブル２７、電源２８および電源ケーブル２９を備えてなる。

ガス供給装置からプラズマトーチへは、プラズマ化したガスが供給される。そのガスの温度は、使用する材料粉末および基材の融点などに応じ適宜変更することが望ましいが、一般に、５０〜５００℃であることが好ましく、５０〜２００℃であることがより好ましい。ガス温度を上記数値範囲内とすることにより、材料粉末の溶融を防止しつつ、被膜形成時における材料粉末の吸湿を抑制することができる。また、使用するプラズマは、非平衡プラズマであることが好ましい。

プラズマ化するガスは、特に限定されるものではないが、水素、アルゴン、ヘリウム、および窒素などが挙げられる。これらの中でも、高密度の水素ラジカルを発生する水素を用いた場合、材料粉末表面のクリーニング効果が高いため好ましい。また、プラズマ放電の原理としては、大気圧グロー放電や誘電体バリヤ放電を利用することができる。

照射されるプラズマの熱流束幅は、材料粉末の一次平均粒子径および二次平均粒子径などに応じ、適宜調整することが好ましい。具体的には、特に限定されるものではないが、０．１ｍｍ〜１０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ〜５ｍｍであることがより好ましい。

（粉末供給部）
上記したように、粉末供給部には、粉末供給ガスと共に、材料粉末が投入される。粉末供給部に投入される材料粉末の種類は、目的とする被膜に応じて選択され、例えば酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化チタン、酸化タングステン、酸化クロム、酸化ガリウム、酸化ニッケル、酸化マグネシウムおよびムライトなどのセラミックス材料やニッケル、コバルト、鉄、クロム、アルミニウム、亜鉛、ジルコニウム、チタン、銅、イットリウムおよびこれらの合金などの金属材料を挙げることができる。実施形態によれば、従来コールドスプレーによって被膜を形成することが困難であった、アルミナやそれを含む金属材料なでを用いて被膜を形成することが可能となる。なお、材料粉末として、上記材料を２種以上使用してもよい。

材料粉末の平均一次粒子径は、１０ｎｍ以下であることが好ましく、０．１ｎｍ〜５ｎｍであることがより好ましい。材料粉末の平均一次粒子径を上記数値範囲内とすることにより、エネルギー付与による効果を高めることができ、良好な被膜を形成することができる。また、材料粉末の平均二次粒子径は、１μｍ〜１００μｍであることが好ましく、２μｍ〜５０μｍであることがより好ましい。材料粉末の平均二次粒子径を上記数値範囲内とすることにより、噴射時の飛散および基板との衝突による跳ね返りを防止することができ、良好な被膜を形成することができる。なお、本明細書において、また図５に示すように、「一次粒子」は、独立して存在する単一の粒子３０を意味する。また、「二次粒子」は２以上の一次粒子が凝集ないし固着して形成された粒子３１を意味する。平均一次粒子径および平均二次粒子径は、レーザー回折法により測定することができる。レーザー回折による粒子径測定装置は市販されており、任意のものを用いて測定することができる。平均一次粒子径および平均二次粒子径は、例えば、レーザー回折／散乱式粒子径分布測定装置ＬＡ−９５０型（株式会社堀場製作所製）を用いて測定することができる。

（ノズル）
ノズルの絞られた流路を、作動ガスおよび材料粉末が通過することにより、これらは超音速にまで加速され、基材に向かってノズル先端から噴射される。ここに示した例ではノズルとして、コールドズプレー装置で広く採用されているラバルノズルを用いている。この材料粉末の流速は、基材上に被膜を形成することができる程度のものであれば、特に限定されるものではないが、通常は、５００ｍ／ｓｅｃ程度である。本発明によれば、噴射された材料粉末に対し、エネルギーを付与することができるため、これより低い流速であっても被膜を形成させることができ、例えば、材料粉末の流速を１００〜３００ｍ／ｓｅｃ程度とすることができる。このようにより低い流速により材料粉末を基材に衝突させることにより、基材からの跳ね返りを防止することができ、被膜形成率を向上させることができる。また、基材との衝突により、基材の変形および材料粉末が粉砕されてしてしまうことを防止することができる。

（コンプレッサー）
コンプレッサーにおいて、ガスが圧縮され、高圧の作動ガスとなる。作動ガスの種類は、特に限定されず、例えば、圧縮された空気、窒素、アルゴンまたはヘリウムなどを使用することができる。これらの中でも、作動ガスをより高速のガス流とすることができるという観点からは、ヘリウムが好ましく、コストという観点からは、空気が好ましい。一実施形態におけるコールドスプレー装置は、材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構を備えてなるため、通常のコールドスプレー装置の場合と比較し、作動ガスの流速を低くしても良好な被膜を形成させることができるため、空気が特に好ましい。

作動ガスの圧力は、作業安全性の観点から１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。一方で十分な特性を有する被膜を形成させるためには、高いことが好ましい。具体的には、０．３〜０．７ＭＰａであることがより好ましい。

（加熱ヒーター）
コンプレッサーにおいて加熱された作動ガスは、加熱ヒーターにおいて加熱される。加熱ヒーターに用いられるヒーターの種類は特に限定されないが、温度調整が容易な、電気抵抗により発熱する電熱ヒーターが好ましい。作動ガスは、材料粉末の融点を考慮して加熱されることが好ましく、一般的には、１００〜８００℃に加熱されることが好ましく、３００〜５５０℃に加熱されることがより好ましい。例えば、材料粉末として、アルミナ（融点：２０７２℃）を使用した場合、作動ガスは、４００〜５５０℃に加熱されることが好ましい。

（観察機構）
観察機構は、材料粉末へのレーザー照射を観察することができるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、ＣＣＤカメラなどを使用することができる。

（エネルギー付与領域調節機構）
エネルギー付与領域調節機構は、エネルギーを付与する領域を移動させることができるものであれば、特に限定されず、エネルギー付与機構をスライドさせることのできる装置や、エネルギー付与機構の角度をかえることのできる装置を使用することができる。

（制御機構）
基材の表面が平らである場合には、問題とならないことが多いが、その表面が平坦で無く、機材材料そのものに由来する凹凸があったり、表面に加工による模様などが形成されている場合、材料粉末と基材とが衝突する位置のノズルからの距離は、衝突箇所によって異なる場合がある。このとき、粉末粒子がエネルギーを付与されてから基材表面に衝突するまでに時間が変動したり、ガス流に照射されるエネルギー密度が変動したりすることがある。この問題を解消すべく、実施形態によるコールドスプレー装置は、上記観察機構から得られた、基材と材料粉末との衝突位置の情報および実際にエネルギーが付与されている領域の位置情報から、エネルギー付与が最適にはなる位置を算出し、最適なエネルギー付与がなされるように上記エネルギー付与領域調節機構を制御することができる制御機構を備えてなることが好ましい。

（被膜形成方法）
一実施形態において、被膜形成方法は、上記したコールドスプレー装置を用い、ノズルから作動ガスを用いて粉末粒子を基板表面に噴射する工程と、噴射させた前記粉末粒子に対し、エネルギー付与機構を使用して、エネルギーを付与する工程と、を含んでなる。

また、一実施形態において、被膜形成方法は、材料粉末を粉末供給部に投入する工程と、この材料粉末を粉末供給ガスにより、ノズルへ供給する工程と、および／または作動ガスをコンプレッサーにおいて圧縮する工程と、作動ガスを加熱ヒーターにおいて予備加熱する工程と、を含んでなる。

（基材）
ここで使用する基材は、特に限定されず、ガラス基材、金属製基材または樹脂製基材などを使用することができる。また、基材の厚さについても、材料粉末の衝突により、変形したりするものでなければ、特に限定されるものではなく、例えば、１〜１０ｍｍのものを使用することができる。また、基材表面は、平らなものあっても、凹凸を有するものであってもよい。さらに、その凹凸は、規則的なものあっても、不規則なものであってもよい。さらに、被膜の形成をより容易とするため、基材表面に対し、ブラスト処理などの表面処理が施されていてもよい。

（実施例）
図１に示す、エネルギー付与機構として、パルスレーザー照射装置を備えるコールドスプレー装置を用いて、以下の実施条件において、基材に、被膜を形成させた。
［実施条件］
・材料粉末組成：ジルコニウム酸化物
・材料粉末の平均一次粒子径：５ｎｍ
・材料粉末の平均二次粒子径：１０μｍ
・作動ガス：圧縮空気
・作動ガス温度：４００〜５５０℃
・作動ガス圧力：０．６ＭＰａ
・噴射速度：４００ｍ／ｓｅｃ
・エネルギー付与機構：パルスレーザー照射装置
・パルスレーザー光の波長：１０６２ｎｍ
・パルスレーザー光の繰り返し周波数：５０ｋＨｚ
・パルスレーザーの径：１ｍｍ
・基材材質：ステンレス鋼
・基材形状：５０ｍｍ×５０ｍｍ×厚さ５ｍｍ
・ラバルノズル先端−基材間距離：１ｃｍ

（比較例）
エネルギー付与機構を備えないコールドスプレー装置を使用した以外は、実施例と同様にして、基材に被膜を形成させた。

＜付着率試験＞
下記式から、実施例および比較例における付着率を算出した。結果を表に表す。
付着率（％）＝（基材に付着した材料粉末の量／使用した材料粉末の量）×１００

＜気孔率試験＞
皮膜の断面組織を走査型電子顕微鏡をもちいて１００倍の倍率で写真撮影し、この写真から画像処理によって気孔や欠陥を分離し、面積比から気孔率を求めた。

＜耐久性試験＞
室温から１０００℃まで加熱した後、室温まで冷却し、サンプルの外観観察から皮膜剥離が生じるサイクル数を測定した。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０ エネルギー付与機構（パルスレーザー照射装置）
１１ 粉末供給部
１２ スプレーガン本体
１３ ラバルノズル
１４ コンプレッサー
１５ 加熱ヒーター
１６ 基材
１７ レーザー発振器
１８ 光ファイバ
１９ 光学ヘッド
２０ 電子ビーム照射装置
２１ ＥＢガン
２２ ケーブル
２３ ＥＢ電源
２４ プラズマ発生装置
２５ プラズマトーチ
２６ ガス供給装置
２７ ケーブル
２８ 電源
２９ 電源ケーブル
３０ 材料粉末の一次粒子
３１ 材料粉末の二次粒子
１００ コールドスプレー装置

Claims (10)

1. 大気中において、材料粉末を作動ガスによってノズルから噴射し、基材に衝突させることにより、被膜を形成するコールドスプレー装置であって、
   前記ノズルから材料粉末が噴射された後から、前記基材に衝突する直後までの間に、前記材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構を備えてなることを特徴とする、装置。
2. 前記材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構が、パルスレーザー照射装置である、請求項１に記載の装置。
3. 前記パルスレーザー照射装置から照射されるパルスレーザー光のパルス幅が、５０ｎｓ以下である、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構が、電子ビーム照射装置である、請求項１に記載の装置。
5. 前記電子ビーム照射装置より照射される電子ビームの加速電圧が、１０〜４００ｋＶである、請求項１または２に記載の装置。
6. 前記材料粉末に対し、エネルギーを付与する機構が、プラズマ発生装置である、請求項１に記載の装置。
7. 前記材料粉末へのエネルギー付与量が、単位面積あたり、１０〜５００Ｗである、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記材料粉末の平均一次粒子径が、１０ｎｍ以下である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
9. 噴射される前記材料粉末の流速が、１００〜５００ｍ／ｓｅｃである、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のコールドスプレー装置を用いた被膜形成方法であって、
    ノズルから作動ガスを用いて粉末粒子を基板表面に噴射する工程と、
    噴射された前記粉末粒子に対し、エネルギー付与機構を使用して、エネルギーを付与する工程と、を含んでなることを特徴とする、方法。