2022 Fiscal Year Annual Research Report
Electric Field Effects on the Tribological Properties of Lubricants
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20K04247
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
呂 仁国 関西大学, システム理工学部, 教授 (90758210)
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2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 電気自動車 / 摩擦の電気制御 / 摩耗の電気制御 / 潤滑油の分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、急増する電気自動車分野を背景とし、電場・電流における潤滑油のトライボロジー特性の解明を目的とした。最終年度には、平面構造を持つ化合物のトライボロジー特性の評価、潤滑油トライボ分解への印加電流の影響および潤滑油分解のシミュレーションを実施した。研究期間中に得られた主要な結果は下記のとおりである。
潤滑油のトライボロジー特性に及ぼす電流の影響を明らかにした。通電なしの場合と比べ、摺動面の静止側を正極に、摺動側を負極に繋いて通電すると摩擦係数が上昇した。また、負極側に繋いた摺動面にトライボ反応膜が付着しにくく、正極側に付着しやすくなった。表面電位法による摺動面の反応性を評価したところ、摺動面の正極側の表面活性が高くなり、負極側の表面活性が低くなった。表面活性が下がると表面への潤滑油の吸着が減るため、電流の影響が摺動面の表面活性を変化させたと考えられる。
電場での潤滑油分子挙動のその場観察を実現できた。電場印加された摩擦試験機を顕微FT-IR装置に取り込んで、その場観察システムを構築し、分子配向と摩擦特性の関係を検討した。オレイン酸を潤滑油とした時に、摺動面に通電すると、潤滑油の平面構造 （オレイン酸の二量体）が解離したことが示唆された。潤滑油分子配向が起因となった低摩擦が維持出来なくなったため、通電時の摩擦係数の上昇をもたらす原因であることが分かった。
潤滑油のトライボ分解に及ぼす電流の影響を明らかになった。印加電流回路を取り込んだ摩擦試験機にQ-Massを取り付け、潤滑油のトライボ化学分解と電気的な分解を調べた。電流の増加に伴い、潤滑油の電気的な分解による水素発生が多くなった。シミュレーションの結果では、通電によるチャージされた潤滑油分子は、不安定となり、新生面との反応は強くなった。一方、実験上では、トライボ化学分解が遥かに多いので、電気的な分解を無視することができる。
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Research Products
(8 results)
