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ナノ薄膜のトライボ特性のESEM・VTRトライボシステムによる評価

Research Project

Project/Area Number 10750099
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field 設計工学・機械要素・トライボロジー
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

王 東方  東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (20301038)

Project Period (FY) 1998 – 1999
Project Status Completed (Fiscal Year 1999)
Budget Amount *help
¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
Fiscal Year 1999: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1998: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywordsナノ薄膜 / トライボ特性 / 摩耗形態遷移図 / "磨耗粒子未発生"領域 / 臨界接触圧力 / マイクロマシンシステム
Research Abstract

マイクロピン-オン-ディスク装置及び雰囲気制御装置においてESEM・VTRトライボシステムを改善することで,ナノ薄膜のトライボ特性及びトライボ材料としての使用条件に関し以下のように纏めた。
1)イオンミキシング法によるCNx膜及びC膜の水蒸気中における摩擦特性に及ぼす接触圧力,摩擦繰り返し数,滑り速度,運動形態,膜厚及び水蒸気圧力の影響を測定し,接触表面変化及び損傷をESEM・VTRトライボシステムを用いて動的観察することで,摩耗形態を分類し,その結果を摩耗形態図に纏め,特にイオンビームミキシング法より成膜されたCNx膜の水蒸気中におけるダイヤモンドとの滑り摩擦における摩擦摩耗のメカニズムを明らかにした(平成11年材料の摩耗に関する国際会議で発表)。
2)昨年度の研究により、C膜に窒素注入することでシリコン材料の"摩耗粒子未発生"領域を拡大することができ,マイクロマシンシステムにおける接触面の保護膜としての応用可能性が期待されるという結論を出したが,本年度では,"摩耗粒子未発生"領域という考えを更にマイクロマシンシステムにおける接触面への設計指針の一つ重要なパラメータとして提案し,特にイオンビームミキシング法より成膜されたCNx膜の水蒸気中におけるダイヤモンドとの滑り摩擦における摩耗粒子の発生を避けるための臨界接触圧力に及ぼす摩擦繰り返し数,膜厚及び雰囲気の影響を測定し,その結果を"摩耗粒子未発生"領域図に纏めた。
3)今後の研究の展開に関しては、マイクロマシンシステムにおける接触面への応用予備実験をし,保護膜としての有効性及び使用条件を実証する.

Report

(2 results)
  • 1999 Annual Research Report
  • 1998 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All Other

All Publications (6 results)

  • [Publications] 王 東方(Dong F.WANG): "Tribological evaluation of protective coatings applicable to MEMS"Sensors and Actuators, A (physical). (印刷中). (2000)

    • Related Report
      1999 Annual Research Report
  • [Publications] DONG F.WANG: "Friction studies of ion beam assisted carbon nitride coating sliding against diamond pin in water vapor" Wear. 217. 307-311 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] DONG F.WANG: "Coating thickness effect on surface damage mode transitions for an ion beam assisted carbon nitride coating subject to sliding contact with a spherical diamond" Wear. 223. 167-172 (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] DONG F.WANG: "Effect of coating thickness on friction variations in sliding between CN_<0.1> coated Si(111) and a diamond pin" Wear. (印刷中). (1998)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] DONG F.WANG: "Dynamic evaluation of surface damage mode transitions in carbon nitride coatings due to sliding contact with a spherical diamond" Wear. (印刷中). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report
  • [Publications] DONG F.WANG: "Mechanical characterization and tribological evaluation of ion beam assisted sputter-coatings of carbon with nitrogen incorporation" Surface and Coatings Technology. (印刷中). (1999)

    • Related Report
      1998 Annual Research Report

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Published: 1998-04-01   Modified: 2016-04-21  

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