2023 Fiscal Year Annual Research Report
Study on friction reduction mechanism of solvation layers on molecular adsorption films
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20K14642
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
渡部 誠也 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (20850035)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 表面分析 / その場観察 / メゾスコピック領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、「研究実施計画」の①分子吸着膜上の溶媒和構造の解明と②メゾスコピック領域における摩擦試験の内、②を中心に取り組んだ。2023年度に実施した研究では、2022年度に引き続き、開発したメゾスケール摩擦試験機と顕微ラマン分光分析を組み合わせたその場観察試験機の改良を行った。主要な進捗として、直径7ｍｍから直径400μmへのプリズムプローブのサイズダウンを行った。具体的には、作製した専用の治具により直径400μmの半球プリズムとサファイア平行平板の位置決めを行い、それらを常温硬化型二液性エポキシ樹脂接着剤により取り付けた。プリズムプローブのサイズダウンの結果、数～数十nm程度の微細な凹凸形状の計測が可能となった。
改良を行った装置を用いて、トライボフィルムの形成・成長過程についてその場観察を行った。計測対象には、耐摩耗剤として広く応用されていながらも、膜の形成・成長過程において不明な点が多いジアルキルジチオリン酸亜鉛（ZDDP）とした。その結果から、反応膜の膜厚は、最初はしゅう動回数の増加に伴って線形に増加するが、ある程度膜厚が大きくなった後は、成長と脱離を繰り返しながら漸増する様子が確認された。ラマンスペクトルの計測結果からは、膜厚の増加に伴い、硫化亜鉛ならびにリン酸亜鉛が同時に増加する傾向が確認された。 ex-situラマン計測の先行研究では、硫化鉄が生成した後にリン酸亜鉛が生成するメカニズムが提唱されているが、本研究のin-situラマン計測ではそれとは異なる新たな知見が得られた。以上のことから、開発した装置は、表面形状とトライボ膜の分子振動情報を同時に計測することで、潤滑下におけるメゾスコピック領域での潤滑メカニズムの理解に有効であることが確かめられた。
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Research Products
(3 results)
