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トライボ分子膜の分子層間摩擦・減耗修復特性の測定に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17656059
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Design engineering/Machine functional elements/Tribology
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

三矢 保永  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (10200065)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 福澤 健二  名古屋大学, 大学院工学研究科, 助教授 (60324448)
張 賀東  名古屋大学, 大学院情報科学研究科, 助手 (80345925)
Project Period (FY) 2005 – 2006
Project Status Completed (Fiscal Year 2006)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2006: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Keywords分子潤滑膜 / 分子層間摩擦 / PFPE / 凝着力 / 摩擦力 / ヘッドディスクインタフェース / 極性潤滑剤 / pin on disk
Research Abstract

前年度の研究において,分子の配列構造に依存した凝着摩擦特性を測定するための課題として,摺動ピンの加重行程の位置決め精度や,繰り返し着脱時の再現性が最重要であることが判明した.これらを確保するために,下記の2点について改良を行った.まず,アームの篏合方法を改造して,アームの着脱に対して摺動子の位置の再現性を向上した.つぎに,アームの上方に静電容量式変位センサを新たに設置して,アームの垂直変位を直接測定することとした.これにより,接触点の同定精度は大幅に向上し,凝着力・摩擦力ともに,5μNの分解能での測定が可能となった.本装置を用いて,分子潤滑膜の配列構造の形成に伴う摩擦特性の変化を解明するために,極性潤滑剤PFPE Zdol2000と無極性潤滑剤PFPE ZO3の2種類を用いて,磁気ディスク表面に厚さ2nmの単分子層潤滑膜を形成し,摩擦特性の経時変化を測定するとともに,摩擦力と配列構造化との相関を明らかにした.得られた結果を要約すると以下のとおりである.
(1)ZO3の摩擦力は,時間経過に依存せず,外部荷重の増加とともに線形に増加する.これは,無極性潤滑剤が固定分子を形成できないことに対応しており,流動分子のみから構成された潤滑膜の特徴といえる.
(2)Zdol2000の摩擦力は,膜形成直後では,ZO3と同様に荷重に対して線形的に増加するが,時間経過にともない,摩擦力が増加するとともに,荷重の増加に対して飽和するような非線形関係に移行する.
(3)Zdo12000の摩擦特性の経時変化は,ボンド膜厚と極性表面エネルギーの経時変化によく対応しているため,時間経過に伴う配列構造化の進展に起因するものと考えられる.固定分子の形成が進展すると,摩擦力が増加するとともに,荷重の変化に対してゴムのような弾性体に類似する摩擦特性を示すようになる.

Report

(2 results)
  • 2006 Annual Research Report
  • 2005 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2006 2005

All Journal Article (9 results)

  • [Journal Article] 磁気ディスクのDLC表面におけるPFPE系分子層潤滑膜の減耗・修復特性2006

    • Author(s)
      三矢保永, 張賀東, 早川文洋, 大木潤一, 福澤健二
    • Journal Title

      トライボロジスト 51,4

      Pages: 316-327

    • NAID

      10018136640

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Depletion and Replenishment of Molecularly Thin Lubricant on Diamond-Like Carbon Surface of Magnetic Disks2006

    • Author(s)
      Y.Mitsuya, H.Zhang, F.Hayakawa, J.Ohgi, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      Proc. of IJTC2006 STLE/ASME int. Joint Tribology Conf.

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluations of Tribological Characteristics of PFPE Lubricants on DLC Surfaces of Magnetic Disks2006

    • Author(s)
      Y.He, Y.Fujikawa, H.Zhang, Y.Mitsuya, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      Tribology Letters (Electric on line Journal) DOI 10.1007/s11249-00G-9193-6

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] 磁気ディスク表面における潤滑剤分子の配列構造の形成に伴う摩擦特性の変化2006

    • Author(s)
      藤川陽介, 不破暁, 張賀東, 三矢保永, 賀銀波, 福澤健二
    • Journal Title

      日本機械学会 IIP'07情報・知能・精密機器部門 講演論文集 No.07-7

      Pages: 257-259

    • NAID

      110006571994

    • Related Report
      2006 Annual Research Report
  • [Journal Article] Spreading Dynamics of Ultra Thin Lubricant Films on Magnetic Disks by Monte Carlo Simulation2005

    • Author(s)
      Y.Tagaya, Y.Mitsuya, S.Ogata, H.Zhang, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      Micro-and Nano-Mechatronics for Information-based Society(The 21st Century COE Program)Digests of Research Associates' Activities (2004-2005)

      Pages: 59-60

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Friction and Adhesion Studies of PFPE Lubricants on Magnetic Disks under Slow Sliding and Lightly Loaded Conditions2005

    • Author(s)
      Y.He, H.Zhang, Y.Mitsuya, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      Micro-and Nano-Mechatronics for Information-based Society(The 21st Century COE Program)Digests of Research Associates' Activities (2004-2005)

      Pages: 43-44

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Comparisons of Friction Characteristics of a Lightly Loaded Pin Sliding Over Magnetic Disks Coated with Polar and Non-Polar PFPE Lubricants2005

    • Author(s)
      Y.He, H.Zhang, Y.Mitsuya, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      World Tribology Congress III

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] A Simulation Method for Spreading Dynamics of Molecularly Thin Lubricant Films on Magnetic Disks Using Bead-Spring Model2005

    • Author(s)
      Y.Tagaya, Y.Mitsuya, S.Ogata, H.Zhang, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      World Tribology Congress III

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      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Measurement of Fircition of Two Surfaces Seperated by Moleculary Thin Liquid Films2005

    • Author(s)
      Y.He, Y.Fujikawa, H.Zhang, Y.Mitsuya, K.Fukuzawa
    • Journal Title

      トライボロジー会議予稿集 東京2005-11

      Pages: 413-414

    • Related Report
      2005 Annual Research Report

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Published: 2005-04-01   Modified: 2016-04-21  

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