2021 Fiscal Year Annual Research Report
量子ビームトライボオペランド分析によるストライベック曲線のナノスケール学的再整理
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20H00215
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平山 朋子 京都大学, 工学研究科, 教授 (00340505)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日野 正裕 京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (70314292)
篠原 武尚 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 J－PARCセンター, 研究主幹 (90425629)
關 義親 大阪電気通信大学, 共通教育機構, 特任准教授 (90585209)
山下 直輝 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 助教 (50847746)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 潤滑 / ストライベック曲線 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年の更なる省エネルギー社会化に際し、トライボロジー分野においては、更なる低摩擦摺動面の開発およびモデルベース開発に向けた摩擦係数の精密予測が強く求められている。一方で、摺動面でのナノスケールの現象が巨視的な摩擦係数に大きく影響を及ぼすにも関わらず、分析の困難さから、ミクロ挙動の把握は進んでいない。本研究では摺動面を対象場として量子ビーム分析を行い、ナノスケールからの潤滑現象の把握を目指す。具体的には、トライボ環境を実現する「トライボオペランド機構」を量子ビームラインに組み込み、実動条件下で分析を行うことによって摺動場で生じているミクロ挙動を明らかにすることを目的とする。対象課題として「スラストすべり軸受」を選定し、境界潤滑下での摺動面の状態把握には「中性子反射率法（NR）」および「中性子スピンエコー法（NSE）」を、流体潤滑下にあるせん断流れ場の状態把握には「中性子位相イメージング法（NPI）」を適用し、トライボ環境下での摺動界面およびすきま内潤滑油のナノスケール構造の動的挙動把握に挑む。最終的に、巨視的な摩擦特性と比較することによって、ストライベック曲線の精密予測を含むトライボ設計への展開を目指す。
本年度は以下の成果を得た。
・狭小隙間摺動試験機をNRビームラインに組み込んで実験を行ったところ、回転数に応じて添加剤吸着膜の厚さが変化することが分かった。
・添加剤吸着層の動的挙動をNSEで調査した。その結果に関しては、現在解析を遂行中である。
・NPIを用いてすべり軸受内の油膜挙動を調査したところ、回転数に応じて軸受端における油膜形状が大きく変化することが分かった。一方で、解像度の不足により、軸受すきま内における潤滑油の構造解析は困難であった。
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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
計画に対して順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度に向けて実験のまとめをするとともに、研究成果の取りまとめと成果の公表を目指す。
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Research Products
(1 results)
