高圧力下の非弾性光散乱による潤滑油のレオロジ-研究

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03402027
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 藤城 郁哉 三重大学, 工学部, 教授 (90023043)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 裕一 三重大学, 工学部, 講師 (20164345) ; 黒崎 靖 三重大学, 工学部, 教授 (60023339) ; 妹尾 充史 三重大学, 工学部, 教授 (40023147)
• Keywords: 高圧力 / 非弾性光散乱 / 潤滑油 / ブリルアン散乱 / 粘度 / 密度 / ダイヤモンドアンビルセル / レ-ザ-

Research Abstract

本年度得られた知見など、研究実験を研究実施計画に従って以下に略記する。
1.非弾性ブリルアン散乱測定光学系に高出力のレ-ザ-を設置し、高圧力下での散乱スペクトル測定システムを製作した。常圧における潤滑油およびエタノ-ルなどの非弾性散乱実験を行ったところ、明確なブリルアン散乱が観測され、音速、密度などの物性値が得られた。
2.5ないし10GPaまでの超高圧発生手段としてダイヤモンドアンビルセル(DAC)を利用するため、光路が90°及び180°散乱用超高圧セルを設計製作した。この装置を用いてメタノ-ルなどで予備実験を行ったところ、6GPaの圧力発生とルビ-蛍光法によるその圧力の測定が可能であることが示された。
3.これらの装置を用いてヘプタンなどに対して数GPaにおけるブリルアン散乱実験を行い、音速と圧力の関係が両対数グラフ上でほぼ直線であることが分かった。これらの液体がガラス化した点で不連続は見られなかったが、この付近で圧力一音速関係の変曲点が存在することが明かとなった。
4.高分子液体の原子振動の圧力効果を測定するための高圧力ラマン装置をダブル分光器から簡便さと、多様性を考慮し、最近開発されたラマンノッチフィルタ-とシングル分光器に変更し、現在光学装置を製作中である。
5.DAC中に数個のルビ-小片を合成油とともに極めて高い圧力に加圧し、圧力室内の応力分布発生(非靜水圧)によりガラス転移点を決定でき、測圧用ルビ-スケ-ルの半値幅の変化とほぼ一致することが判明した。
また、最近の調査検討により、時間相関法によりレイリ-散乱の緩和から粘度を求める方法のDACによる高圧力への応用を今後の研究計画に組み込んだ。

Research Products

• [Publications] 藤城 郁哉,中村 裕一,田中 孝次,侯 陵: "潤滑油の高圧力レ-ザ-光散乱と力学特性評価(第一報,実験装置の製作と高圧力レイリ-およびブリルアン散乱)" 日本機械学会第69期全国大会講演会講演論文集C編. 483-485 (1991)
• [Publications] 藤城 郁哉,中村 裕一: "DACによる液体の高圧ブリルアン散乱測定" 第32会高圧討論会講演要旨集. 176-177 (1991)
• [Publications] 藤城 郁哉,中村 裕一,田村 孝之: "Brillouin Scattering of Lubricating Oils under High Pressure" High Pressure Science and Technology(Gordon and Breach Science Publishers)(発行予定).
• [Publications] 藤城 郁哉,中村 裕一,田中 孝次,侯 陵: "潤滑油の高圧力レ-ザ-光散乱と力学特性評価(第一報,実験装置の製作と高圧力レイリ-およびブリルアン散乱)" 日本機械学会論文集.
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "Superconducting and mechanical properties of YBCO/Ag composites fabricated at high pressures up to 5.4 GPa" Journal of Materials Science. 26ー2. 737-742 (1991)
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "円柱体共振法による多結晶材料の弾性定数の測定(液体He温度域での測定)" 日本機械学会論文集A編. 57ー533. 127-132 (1991)
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "超高圧力処理によるAlーSiおよびAlーGe 過飽和固溶体の超伝導特性" 日本機械学会論文集A編. 57ー536. 934-939 (1991)
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "量子機械工学の新概念『マリオニクス』" 日本機械学会誌. 94ー873. 995-999 (1991)
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "Measurement of the Elastic Constants of Polycrystals by the Resonane Method in a Cylindrical Specimen (Measurement at Liquid He Temperature)" JSME Int.Jour.Ser.I. 35ー2. (1992)
• [Publications] 黒崎 靖ほか: "粘塑性圧媒加工法(VMプロセス)による微細穴あけ加工技術の開発" マツダ財団研究報告. 3. 1-8 (1991)
• [Publications] 黒崎 靖ほか: "圧縮加工における工具凝着粒子のフラクタル解析" 第42回塑性加工連合講演会講演論文集. 343-346 (1991)
• [Publications] 中村 裕一,藤城 郁哉,田村 孝之: "潤滑油の高圧力レ-ザ-光散乱と力学特性評価(第二報,高圧力ブリルアン散乱による潤滑油の音速、密度の圧力依存性評価)" 日本機械学会第69期全国大会講演会講演論文集C編. 486-488 (1991)
• [Publications] 妹尾 允史ほか: "Computer Aided Innovation of New Materials" Elsevier Sci.Pub.B.V., 984 (1991)
• [Publications] 黒崎 靖ほか: "アルミニウム合金薄板のプレス加工デ-タブック" 軽金属学会, 126 (1991)