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

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12450066
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 三矢 保永 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10200065)
• 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, 講師 (60293651)
• Keywords: マイケルソン干渉 / リニーク顕微鏡 / 顕微干渉法 / 位相シフト法 / アンラッピング処理 / 分子膜 / スプレッディング / ナノ流動

Research Abstract

ディスク表面における高分子液体潤滑膜の流動現象を三次元的に測定するため,前期において開発したリニーク型マイケルソン顕微干渉法による二次元画像計測をさらに発展させ,位相シフト法を導入することによって縞画像を位相画像に変換して,潤滑膜の表面形状を三次元画像として測定する方法を開発した.また,平滑なDLC表面,多数の溝群をもつポリカーボネート表面において,滴状微小流液膜の表面流動特性を実測し,本方法により三次元流動計測が可能であることを確認した.得られた結果を要約すると以下のようになる.
1)リニーク型マイケルソン干渉系において,高精度のピエゾアクチュエータに参照ミラーを搭載して,コンピュータ制御により参照ミラーを微小駆動することにより,位相を高精度にシフトさせる測定系を構成した.
2)位相シフト法として,外界振動に起因する測定誤差を効果的に抑圧できる7バケット法を採用し,2πごとに位相の連続接続するためのアンラッピング処理において,Regularized phase tracking(RPT)法を適用して,位相画像への変換プログラムを作成した.またシミュレーションによりRPT法が位相画像に含まれるノイズに対して頑健(robust)であることを実証した.
3)実用されている磁気ディスクを用いた前面反射,透明ディスクを用いた背面反射,および溝状テクスチャ付CD-RWディスクの表面反射を利用し,それぞれのディスク上に滴下した潤滑液膜の特徴的な流動現象を観測して,本手法により三次元測定が可能であることを確認した.
4)微小液滴のナノ流動においては,希釈液により微小液滴を形成した場合には,直後にはクレータ状に周辺が盛り上がり,スプレッディングの進展とともに平坦化される現象を観測した.クレータの形成は,急速な溶媒の蒸発に起因する瞬間的な外殻濃度の急上昇と考えられる.

Research Products

• [Publications] Y. Mitsuya, H. Zhang: "Modification of Surface-Lubricant Interaction Regarding Replenishment of Molecularly Thin PFPE by Forming Nano-Texture"Third International Conference on : Tribology of Information Storage Devices, Sendai, Japan. 7 (2001)