2012 Fiscal Year Annual Research Report
摩擦電磁気現象の根源的解明とトライボプラズマ応用技術の開発に関する研究
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20246035
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中山 景次 千葉工業大学, 附属総合研究所, 教授 (60344230)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鹿田 真一 独立行政法人産業技術総合研究所, ダイヤモンド研究ラボ, 研究ラボ長 (00415689)
渡邊 幸志 独立行政法人産業技術総合研究所, ダイヤモンド研究ラボ, 主任研究員 (50392684)
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| Project Period (FY) |
2008-04-08 – 2013-03-31
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| Keywords | 摩擦電磁気 / トライボプラズマ / 摩擦帯電発生分布 / トライボプラズマ制御技術 / トライボプラズマ機能性潤滑剤 / プラズマ応用技術 |
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| Research Abstract |
直径φ40mmの多結晶ダイヤモンド基板の上にマイクロ波プラズマCVD法により、リンドープによるn型ダイヤモンド薄膜とホウ素ドープによるp型ダイヤモンドの積層成長を行い、ｐｎ接合型電界発光(EL)薄膜構造を形成させた。平行して、EL膜用往復動、及び一方向すべりピン・ディスク型摩擦発光スペクトル計測装置を構築して摩擦発光スペクトルを計測し、これらの特性を明らかにした。ステップフローエピタキシャル法を用いて成長したダイヤモンドに、紫外線アシスト超低表面粗さ研磨を実施し、また別途作成した先端球状を有するトライボロジー試験用試験片を用いて、トライボロプラズマ関連の観測を行った。その結果、雰囲気大気の窒素による中性分子の電子遷移により生じる発光（336.7nm、257.8nmなど）を観測し、摩擦によるトライボプラズマの発生を直接確認することができた。また、ピン・ディスク型摩擦試験機や管内絶縁体流れ装置にエレクトロメータを取り付けて、発生期の摩擦電流計測と摩擦電圧計測システムを構築し、摩擦電圧、摩擦電流計測を行い、これらの特性を明らかにした。さらに、摩擦帯電、トライボエミッション、トライボプラズマの三者の相関関係を明らかにすることができ、プラズマが接触点前方に発生し、次いで接触面内に移り、最後に接触面の後方に移動することを明らかにすることができた。また、PIC/MCC法を用いて接触面外に発生するラジカルや負イオンの発生分布をシミュレーション解析することに成功した。潤滑油種や潤滑グリースにマイクロプラズマを照射させて変質させ、変質油やグリースのIR、GPC等の化学分析とSRVによる摩擦性能評価を行った。その結果、大気プラズマの作用により酸化反応が起こっていること、分子量の増大を引き起こすプラズマ重合が発生していること、熱反応に比べ生成物種が少ないこと等を明らかにすることができた。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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