2000 Fiscal Year Annual Research Report
機能性トライボ分子膜のナノ流動の観測と特性解析に関する研究
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12450066
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
三矢 保永 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10200065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 由司彦 三重大学, 工学部, 教授 (00228371)
大島 康司 名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60293651)
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| Keywords | 分子膜 / スプレッディング / PEPE / 潤滑膜 / マイケルソン干渉 / 干渉縞 / 画像計測 / 磁気ディスク |
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| Research Abstract |
磁気ディスク表面に塗布されている高分子液体潤滑膜の流動現象の測定を目的に,潤滑膜の境界近傍の所定の面積にわたってマイケルソン干渉縞を形成し,その干渉縞をリニーク型の顕微鏡を用いて画像測定し,画像処理により干渉縞の尾根線を抽出して,潤滑膜の断面形状を二次元画像として測定する方法を開発した.得られた結果を要約すると以下のようになる.
(1)測定面側と参照面側に同一仕様の対物レンズを配置したリニーク型顕微鏡を用いて,マイケルソン干渉系を構成し,CCDにより干渉縞を撮影して,尾根線検出により潤滑膜の表面形状を測定する光学系を構成した.
(2)分割した干渉光を利用して,PSDにより干渉縞の位置を検出し,その出力を増幅して参照面を取り付けたピエゾを駆動することにより,干渉縞を画面上に固定するフリンジフォローイングを導入し,表面形状を直接可視化する方法を実現した.
(3)画面に固定された階調ノイズを擬似的な面粗さと等価とみなして,フリンジフォローイングとPSDを微小送りする機構とを併用して,階調ノイズのマップ(エラーマップ)を作成しておき,これを測定画像の階調から差し引く方法を導入することにより,画像ノイズの大幅な圧縮を実現した.
(4)観測された潤滑膜厚さから実際の厚さを換算するための較正曲線を定式化するとともに,前面反射を利用する場合には大幅に感度が低下するが,透明ディスクの背面反射を利用すれば,感度の低下がほとんど生じないDLC膜の厚さが存在することを見い出した.
(5)実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,および透明ディスクを用いた背面反射を利用し,潤滑膜の表面流動特性を実測して,前面反射利用の場合には厚さ8nm,背面反射利用の場合には,厚さ2nm程度まで測定可能であることを確認した.
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[Publications] 三矢保永,張賀東,石田紗貴子: "マイケルソン顕微干渉法を用いた磁気ディスク表面における潤滑膜流動の二次元画像計測"日本機械学会論文集. 66-651C. 3655-3663 (2000)
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[Publications] Y.Mitsuya,H.Zhang,S.Ishida: "Two-Dimensional Measurements of Lubricant Spreading on Diamond-Like-Carbon Surface Using Image Processing on Fringe Patterns Formed by Michelson Interferometry"Trans.ASME Journal of Tribology. Vol.123. 188-195 (2000)
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[Publications] H.Zhang,Y.Mitsuya,M.Yamada: "Three-Dimensional Measurement of Lubricant Spreading by Using Phase-Shifting Intereferometry"Asia-Pacific Magnetic Recording Conference Digests of APEMRC2000. TP9,1-2 (2000)
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[Publications] 張賀東,石田紗貴子,三矢保永: "マイケルソン顕微干渉法を用いた磁気ディスク表面における潤滑膜流動の2次元画像計測"IIP2000 情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集. 176-181 (2000)
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[Publications] 張賀東,三矢保永,山田麻衣子: "溝状テクスチャ付表面における分子層潤滑膜のスプレッディング特性(モンテカルロシミュレーションとPEPE薄膜を用いた測定)"IIP2001 情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集. (予定). (2001)
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[Publications] 張賀東,山田麻衣子,三矢保永: "溝状テクスチャ付表面における分子潤滑膜のスプレッディング特性-分子量および極性基の影響-"トライボロジー会議予稿集2001. (予定). (2001)
