2019 Fiscal Year Research-status Report
DLC膜の疲労強度に及ぼす膜内特性分布の影響解明-“超”寿命領域を目指して-
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18K03906
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
中村 守正 同志社大学, 理工学部, 准教授 (00464230)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小畠 淳平 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 和泉センター, 主任研究員 (00566424)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 硬質皮膜 / ドライコーティング / 力学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題は，DLC膜の力学的特性や物性の分布を調査し，より高疲労強度を有するDLC膜形成のための指針を得ることを目的としている．そのため，これまでに開発した繰返し押付け試験機に加えて，ボルト締めランジュバン型超音波振動子を用いたギガサイクル表面疲労強度評価装置を新たに開発し，超寿命領域での皮膜の挙動評価に用いる．
ギガサイクル表面疲労強度評価装置は，第1号機，第2号機の2台を設計，製作した．第1号機はハンドプレス機を改造して製作した．しかし超音波加振時に装置自体が微小振動を生じ，装置剛性に問題があることが判明した．そこで，より装置剛性を高めた2号機を製作した．2号機では1号機にあった問題は認められず，球圧子を用いた押付け試験でできた圧痕の形状は円形であったが，ヘルツ接触幅よりわずかに大きかった．ランジュバン型振動子に振幅を拡大するため段付き丸棒形状のステップホーンを取り付けており，押付け時にこのホーンの細い直径の部位がわずかにたわんでいるものと想像している．今後，ホーンの直径を大きくして，剛性を高める予定である．
一方，同一のDLC膜表面の面内において，測定位置を変えていくつかの箇所でラマン分光分析を行うことで，面内における膜構造の違いを確認した．その結果，基板バイアス電圧が低いほど，測定場所によってラマンパラメータの差が大きいことがわかった．また，DLC膜形成後の基板の皮膜形成面の裏面に対して行ったロックウェル硬さ試験の結果から，測定位置によって基板の硬さにも差が生じていることが判明した．このことから，皮膜形成時の真空チャンバ内の温度が基板硬度に影響し，基板硬さにばらつきを生じさせている可能性があると考えている．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
特に低い基板バイアス電圧で形成したDLC膜の面内において，ラマンパラメータに差が大きいことを確認したことから，膜面内における物性のばらつきを確認できた．また，繰返し押付け試験をDLC膜面内における複数の異なる場所で行い，強度の差を確認しているところである．このことから，研究計画はおおむね順調に進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
繰返し押付け試験をDLC膜表面の複数の異なる箇所に対して行い，膜面内における強度の差や分布を確認する．さらに，スパッタ法によって形成したものだけでなく，プラズマCVD法で形成したDLC膜も試験に供し，膜面内における物性や強度の違いについても把握する．この結果を考慮して，より高密着性を有するDLC膜の実現を目指す．
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| Causes of Carryover |
次年度使用額が生じた理由は，3月に公設研究機関にて行う予定だった分析がコロナウイルス関連により一部取りやめになり費用が必要なくなったことである．次年度使用額は，昨年度実行できなかった公設研究機関での分析装置使用費として執行し，他，当初予定の消耗品購入費等の研究経費としても執行予定である．
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Research Products
(2 results)
