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2009 Fiscal Year Annual Research Report

硬質炭素膜を用いた極限環境適応型スマートコーティング

Research Project

Project/Area Number 20360380
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

高木 敏行  Tohoku University, 流体科学研究所, 教授 (20197065)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 三木 寛之  東北大学, 流体科学研究所, 講師 (80325943)
竹野 貴法  東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (00451617)
足立 幸志  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10222621)
Keywordsトライボロジー / 硬質炭素膜 / 耐環境性 / スマートコーティング
Research Abstract

本研究では、衛星や宇宙ステーションなどの極限環境下でも低摩擦摩耗特性及び実用的な耐久性を有する硬質炭素膜の開発を目的として材料の特性評価を行った.本研究で開発する硬質炭素膜は耐摩耗性に優れるが絶縁体である硬質炭素(DLC)膜にナノサイズの金属を分散させている点が特徴であり、導電性を有している。膜の基礎特性の評価、宇宙環境に代表される高い真空度の環境下における摩擦摩耗特性を評価し、以下の成果を得た。(1)導電性をもたらす添加金属の種類と量によって膜の機械的・電気的特性が制御可能であることが示された。(2)導電性の抵抗温度係数は、絶縁体に金属クラスタが分散したグラニュラー構造モデルにより定性的に記述可能であることを示した。(3)高真空環境では、硬質炭素膜と機材との間にナノサイズの金属を分散させた層を設けることによって、膜と機材の密着性が向上し、耐久性も著しく向上することを見出した。(4)金属移着層と摩擦挙動の関係性について、移着層と荷重に関係性があり、摩耗粉中あるいは膜中の金属が選択的に移着層を形成することを発見した。以上の成果により、低摩擦・低摩耗現象ならびに電気伝導現象の定性的モデルを示すことができた。また、硬質炭素膜の環境制御摩擦摩耗特性の評価により、真空環境において従来の硬質炭素と同等以上の摩擦摩耗特性を得ることができた。

  • Research Products

    (23 results)

All 2010 2009

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (17 results)

  • [Journal Article] 歪みセンサへの応用を目指したタングステンを含む非晶質炭素膜の特性評価2010

    • Author(s)
      大野威, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編) 76

      Pages: 41-48

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] XPS and TEM study of W-DLC/DLC double-layered film2009

    • Author(s)
      Takanori Takeno, Takao Komiyama, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi, Takashi Aoyama
    • Journal Title

      Thin Solid Films 517

      Pages: 5010-5013

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Deposition of DLC film with adhesive W-DLC layer on stainless steel and its tribological properties2009

    • Author(s)
      Takanori Takeno, Toshifumi Sugawara, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Journal Title

      Diamond & Related Materials 18

      Pages: 1023-1027

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly adherent tungsten-containing diamond-like carbon(W-DLC)coating on a NiTi2009

    • Author(s)
      Takanori Takeno, Hiroyuki Shiota, Toshifumi Sugawara, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Journal Title

      Diamond & Related Materials 18

      Pages: 403-406

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Friction and Electrical Contact Resistance of Iridium-Containing DLC Coatings for Electrically Conductive Tribo-Elements2009

    • Author(s)
      Hiroyuki Miki, Kosuke Ito, Toshifumi Sugawara, Julien Fontaine, Takanori Takeno, Maxime Ruet, Michel Belin, Koshi Adachi, Toshiyuki Takagi
    • Journal Title

      Tribology Online 4

      Pages: 60-65

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Metal-containing Diamond-like Carbon Coating as a Smart Sensor2009

    • Author(s)
      Toshiyuki Takagi, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki
    • Journal Title

      Materials Science Forum 638-642

      Pages: 2103-2108

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] CarbonCoat : Tribologically-based Design Strategies for Advanced Carbon Coatings2010

    • Author(s)
      H.Miki, J.Fontaine, T.Sugawara, T.Takagi, T.Takeno, K.Adachi, K.Ito, M.Ruet, S.Bec, C.Guerret-Piécourt, M.Belin
    • Organizer
      2010 Annual ELyT lab Workshop
    • Place of Presentation
      アヌシー,フランス
    • Year and Date
      2010-03-16
  • [Presentation] arbon-Metal Nanocomposite Coatings for Smart Tribological Interface Control2010

    • Author(s)
      J.Fontaine, H.Miki, T.Takeno, M.Ruet, K.Adachi, T.Takagi
    • Organizer
      2010 Annual ELyT lab Workshop
    • Place of Presentation
      アヌシー,フランス
    • Year and Date
      2010-03-15
  • [Presentation] 医療応用を目的とした形状記憶合金上に作製した金属含有ダイヤモンドライクカーボン膜の機械的特性評価2010

    • Author(s)
      塩田浩之, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行, 佐藤武志
    • Organizer
      日本機械学会東北支部 第45期講演会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2010-03-12
  • [Presentation] 形状記憶合金上に作製したタングステンを含むDLC膜の繰り返し曲げ試験による疲労強度評価2009

    • Author(s)
      塩田浩之、竹野貴法、三木寛之、高木敏行
    • Organizer
      第23回 ダイヤモンドシンポジウム
    • Place of Presentation
      習志野
    • Year and Date
      2009-11-19
  • [Presentation] Tribological Behavior and Electrical Contact Resistance of Metal-Containing DLC Coating for Electrically Conductive Tribo-elements2009

    • Author(s)
      J.Fontaine, H.Miki, T.Takeno, K.Ito, M.Ruet, M.Belin, K.Adachi, T.Takagi
    • Organizer
      The Ninth International Symposium on Advanced Fluid Information and Transdisciplinary Fluid Integration
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] Evaluation of Fatigue Strength of Me-DLC Coating on NiTi Shape Memory Alloy for Medical Applications2009

    • Author(s)
      Hiroyuki Shiota, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Organizer
      Sixth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] Development of Thin Film Strain Sensor Using Tungsten-Containing A morphous Carbon Coatings2009

    • Author(s)
      T.Ohno, T.Takeno, H.Miki, T.Takagi
    • Organizer
      Sixth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] Tribological Properties of Nanocomposite Metal-Containing DLC Coatings : the Key-Role of Metal Flow Between Sliding Surfaces2009

    • Author(s)
      Julien Fontaine, M.Ruet, S.Bec, C.Guerret-Piecourt, M.Belin, H.Miki, T.Takeno
    • Organizer
      Sixth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] DLC Film for Space Application2009

    • Author(s)
      松本康司, 竹野貴法, 三木寛之
    • Organizer
      Sixth International Conference on Flow Dynamics
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2009-11-05
  • [Presentation] Evaluation of strain sensitivity in metal-containing amorphous carbon coatings for strain sensor application2009

    • Author(s)
      Takeshi Ohno, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Organizer
      14th International Symposium on applied Electromagnetics and Mechanics
    • Place of Presentation
      西安,中国
    • Year and Date
      2009-09-22
  • [Presentation] Evaluation of fatigue strength of Me-DLC coating on NiTi shape memory alloy for medical applications2009

    • Author(s)
      塩田浩之, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • Organizer
      14th International Symposium on applied Electromagnetics and Mechanics
    • Place of Presentation
      西安,中国
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] Fabrication of copper-nanoparticle embedded in amorphous carbon films and their electrical conductive properties2009

    • Author(s)
      Takanori Takeno, Takeshi Ohno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Organizer
      14th International Symposium on applied Electromagnetics and Mechanics
    • Place of Presentation
      西安,中国
    • Year and Date
      2009-09-21
  • [Presentation] DLC系被膜の宇宙適用性検討2009

    • Author(s)
      松本康司, 竹野貴法, 三木寛之
    • Organizer
      第53回宇宙科学技術連合講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-09-10
  • [Presentation] Tribological behavior of metal-DLC nanocomposite coatings : the critical role of tribofilm build-up2009

    • Author(s)
      J.Fontaine, H.Miki, M.Ruetl, T.Sugawara, T.Takeno, K.Ito, M.Belin, K.Adachi, T.Takagi
    • Organizer
      World Tribology congress 2009
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] Friction Properties of MoS2-containing DLC in Ultra High Vacuum2009

    • Author(s)
      Singo Abe, Takanori Takeno, Koshi Adachi, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • Organizer
      World Tribology congress 2009
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-09-09
  • [Presentation] Deposition and structural analyses of molybdenum-disulfied(MoS2)&#8211 ; amorphous hydrogenated carbon(a-C:H)composite2009

    • Author(s)
      T.Takeno, S.Abe, K.Adachi, H.Miki, T.Takagi
    • Organizer
      20th European Conference Diamond, Diamond-like Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides
    • Place of Presentation
      アテネ,ギリシャ
    • Year and Date
      2009-09-08
  • [Presentation] Metal-containing Diamond-like Carbon Coating as a Smart Sensor2009

    • Author(s)
      高木敏行, 竹野貴法, 三木寛之
    • Organizer
      nternational Conference on PROCESSING & MANUFACTURING OF ADVANCED MATERIALS
    • Place of Presentation
      ベルリン,ドイツ
    • Year and Date
      2009-08-27

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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