2021 Fiscal Year Research-status Report
ハイブリッドポリマー軸受の摩擦化学反応による自己修復発現メカニズムの解明
| Project/Area Number |
19K04150
|
|---|
| Research Institution | University of Miyazaki |
|---|
Principal Investigator |
古池 仁暢 宮崎大学, 工学部, 助教 (40603329)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 樹脂軸受 / 自己潤滑膜 / ＰＥＥＫ構造・物性 / 摩擦化学 / 転がり滑り / 長寿命化 / グラファイト / マイクログルーヴ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
高機能プラスチックであるポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）は、絶縁性かつ非磁性であり優れた耐食性をもつ。また、生体親和性や良好な摩擦摩耗特性を有しているので、医療バイオ機器や自然エネルギー生産設備などの特殊環境における機械要素材料への適用が大きく期待されている。しかしプラスチックは強度面で金属に劣る為、長期使用や高強度化において様々な課題がある。そこで高分子の特徴をいかした自己修復技術の可能性に着目した。本研究の目的は、摩擦化学反応を利用した自己潤滑膜再生挙動を明らかにして損傷修復機構を確立することである。
R3年度はポリエーテルエテールケトンおよびポリテトラフルオロエチレン複合材等を主材料としたラジアル軸受の軌道面に生成するPEEK由来の固体潤滑膜の影響について調査した。ドライ環境下の転がり接触ではヘルツ接触部の純転がり領域の近傍にPEEK複合材フィルムの堆積層（レイヤー）の生成が確認された。その後フィルムは軌道面全体を覆うことが分かった。次に、フィルムを有する軸受のトライボロジー挙動の影響を調べるために微小な数１０マイクロメートルサイズの人工傷を軌道輪に導入して転がり接触テストを行った。テストの結果、軌道輪に回転方向に沿って導入した人工傷は，試験の繰返し数が約50万回を超えたあたりで、堆積したPEEK 複合材フィルムで覆われたことにより縮小したことが確認された。この結果は長寿命化に影響する表面キズ無害化の可能性を示唆しており、さらに自己潤滑膜のなじみ面形成と制御に関する知見を得ることができた。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
おおむね順調に進展した理由として、加工・分析機器類の効果的な利用により試験片の損傷および膜の観察や軌道輪の分析を行えたことが挙げられる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
軌道輪の微小溝加工が自己潤滑膜生成と成長に影響する可能性があり、これらの知見が得られたので、微小溝構造となじみ面制御に着目して軸受と膜の評価を進める。
|
| Causes of Carryover |
海外の国際学会開催がオンライン開催となったため旅費残額が生じた。残額は、機器分析利用料、実験費、学会参加費に使用する予定である。
|
