高温真空環境下における高機能表面改質機械要素のトライボ性能評価

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10650147
• Research Institution: Okayama University
• Principal Investigator: 藤井 正浩 岡山大学, 工学部, 助教授 (80209014)
• Keywords: 表面改質 / トライボロジー / 真空 / 高温 / 機械要素 / 摩擦 / 摩耗

Research Abstract

宇宙用機器などでは,真空,高温などの極めて厳しい環境に曝される場合があり,トライボ性能の向上のため固体潤滑剤を中心とした種々の表面改質処理の適用が検討される.しかし,使用条件に応じてどの表面改質処理を適用すべきであるかに関して明確な基準はない.本研究では,改質表面の真空・高温環境下でのトライボロジー特性,運転性能に関して数値解析を含めた総合的な実験・解析を行い,実用化すべき表面改質設計法を提案することを目的としている.
本年度は,無潤滑大気圧下,ならびに10^<-4>Paかつ1000Kまでの高温・真空中で,テフロンライナ,ソリッドフィルム,ポリイミド系複合材,カーボン系複合材を中心とした高機能表面改質材のトライボロジー特性および性能評価を,その表面損傷との関連において調べた.その結果,各々の材料の摩耗メカニズムを検討するとともに,実機使用の可能性について考察した.また,改質表面の基礎的な摩擦・摩耗機構を調べる目的で,めっきを中心とした改質表面のトライボロジー特性を真空高温環境下でのリング-ディスク試験で調べるとともに,昨年度から開発を進めている表面トポグラフ解析プログラムを用いて試験片表面トポグラフの変化を解析し,開発プログラムの妥当性を検討した.一方,改質層の熱,応力評価については一部を除いて十分な検討を加えるに至っていないので,平成12年度には改質層の応力評価も含めた総合評価解析を実施する予定である.

Research Products

• [Publications] 吉田 彰: "表面改質されたSUS440C製平歯車の高真空中における摩擦・摩耗特性"日本機械学会論文集(C編). 65・632. 1661-1668 (1999)
• [Publications] 吉田 彰: "表面改質ローラの高真空中における摩擦-摩耗(平歯車試験とローラ試験の比較)"日本機械学会論文集(C編). 65・633. 2034-2041 (1999)
• [Publications] 吉田 彰: "Tribological Behaviors of Surface Modified Spur Gears in High Vacuum"Proceedings of Tenth World Congress on the Theory of Machines and Mechanisms. 6. 2530-2535 (1999)
• [Publications] 吉田 彰: "Tribological Characteristics of α-Sialon and Al_2O_3 at High Temperature"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '99. 2. 521-526 (1999)
• [Publications] 吉田 彰: "航空宇宙用材料の真空高温摩擦・摩耗特性"トライボロジー会議予稿集 高松 1999-10. 237-238 (1999)
• [Publications] 吉田 彰: "航空用摺動材料の高温トライボロジー"日本機械学会第7回機械材料・材料加工技術講演会講演論文集. 99-23. 241-242 (1999)