2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K13679
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| Research Institution | Ichinoseki National College of Technology |
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Principal Investigator |
滝渡 幸治 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70633353)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 分子間相互作用 / 摩擦 / 潤滑 / その場観察 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2018年度および2019度では，昨年度選定した分子間相互作用(水素結合)を形成する潤滑剤試料について，現有の装置と新規装置を用いた潤滑状態のその場観察とトラクション係数の測定の同時計測を行った。昨年度は無極性基油を主成分とする脂肪酸添加油を用いたとき，トラクション係数は脂肪酸のアルキル鎖長が短いほど小さくなる傾向が見られたが，今年度において接触域に導入される脂肪酸のモル濃度(物質量)が影響していることが明らかとなった．各サンプルの粘度測定を行ったところ，脂肪酸のモル濃度(初濃度)と粘度との間に良い相関が得られたが，トラクション係数との間には相関が得られなかった．そこで，潤滑状態のその場観察の結果から得られた接触部における脂肪酸濃度から，脂肪酸添加油の粘度を求めてトラクション係数との関係を確認したところ，よい相関が得られた．また，
脂肪酸のアルキル鎖長が常圧粘度に対して影響を及ぼさない結果が得られたが，接触域における濃度変化には影響を及ぼすことが明らかとなった．また，基油の極性の影響を検討するために，様々な官能基を有する試料を用いてトラクション係数の測定を行ったところ，極性の基油のトラクション係数が高くなり，水酸基やアミン基を有する試料のトラクション係数が特に大きくなる傾向が得られた．これは，接触域の高圧によって分子間相互作用が強くなり，油膜のせん断抵抗が大きくなったためと考えられるが，官能基による違いが見られたのは今までにない結果であった．さらに，昨年度は高分子と水分子との水素結合によりネ会合構造を形成する高分子水溶液を試料とした実験を行ったが，新たに自身で会合構造を形成し，炭化水素油を増粘する試料を用いた実験を行ったが，こちらは炭化水素油と極性化合物の分離が起こらず，接触域での極性化合物の濃縮が確認された．
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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
納入された新規のその場観察用潤滑兼せん断装置が稼働し，潤滑状態のその場観察について様々な成果が得られるようになってきた．あとは，高温と高圧，せん断条件下での実験結果との比較が必要と考えている．高温および高圧試験に関しては他機関で行う予定としており，コロナの影響で出張ができない状況であるが，7月以降に実験を開始できる予定である．測定が必要な試料を選定し最小限の実験量にとどめる必要がある．せん断試験については，新たに部品を購入する必要があるが，新規装置の仕様の追加，納入金額の予算超過などがあったため，2020年度の予算で購入予定であり，こちらも当初膜厚制御および計測システムを付加することを検討していたが，膜厚計測システムが予算も含めて装置に設置することを断念した．その代わりに赤外線吸収スペクトルから膜厚を算出する機構を採用することとした．この検証が必要となる状況ではあるが，測定が必要な試料を選定し最小限の実験量にとどめることができれば，2020年度中に実験が可能であると考えている．予算超過の関係から当初予定していたシリコーンディスクの購入は断念したが，現有のシリコーンディスクやほかの現有ディスクも取り付けられる構造としており問題なく稼働している．
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は新規に導入したその場観察用潤滑兼せん断装置を用いて、潤滑状態のその場観察とトラクション係数の同時測定する実験を継続的に行う。試料には，昨年度に用いた脂肪酸のカルボキシル基が他の官能基になった試料，水が高分子と水素結合を形成する高分子水溶液，さらに炭化水素を増粘化させる極性化合物を用いる。得られた潤滑膜の赤外線吸収スペクトルから，潤滑膜構造とトラクション特性との関係を引き続き考察する。また，高圧試験で用いる装置(ダイヤモンドアンビルセル)については，7月以降に他機関(岩手大学等)に借りて実験を行うこととする．せん断試験については部品を購入し，新規導入した装置に取り付けて測定結果の検証も進めながら，各条件における水素結合の情報を得る．
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Research Products
(1 results)
