Development of lubricant additives delivery system with microdroplet using AC electric field

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14639
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 18040:Machine elements and tribology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Murasima Motoyuki 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (70779389)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 二液混合潤滑油 / 誘電泳動 / 境界潤滑 / 交流電場

Outline of Final Research Achievements

In the present study, a two-phase lubricant consisting of 2 mL of PAO4 and 5 μL of polypropylene glycol (PG) was used for friction tests under the application of an electric field. The results showed that the coefficient of friction decreased by up to 20 % from 0.065 to 0.052 as the applied voltage increased from 0 V to 100 V. On the other hand, the friction coefficient increased with increasing applied voltage when the electric field was applied above 100 V. Specifically, the coefficient of friction was found to be 0.065 at a voltage of 1000 V, the same as when no voltage was applied.

Free Research Field

トライボロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

電圧を印加することによる二液混合潤滑油の低摩擦化メカニズム解明のために，ガラス面を通した摩擦面その場観察を実施した．その結果，電圧を印加しない条件ではPGが摩擦面に進入しない一方で，最も摩擦係数低減効果が大きかった100 Vの電荷印加条件においては，PG潤滑油がローラー試験片の全面を覆っている様子が観察された．結論として，本研究における電気泳動現象を利用した摩擦係数低減技術は，潤滑性に優れた境界潤滑膜の被覆面積を誘電泳動により増加させることにより発現するというメカニズムが解明された．これは，微量の潤滑油を用いることでも十分に摩擦を低減させるグリーントライボロジー技術の発展に貢献する技術である．