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2010 Fiscal Year Annual Research Report

超低摩擦発現条件の解明

Research Project

Project/Area Number 21560160
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

安藤 泰久  東京農工大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00344169)

Keywords摩擦係数 / 原子間隔 / シリコン / 摩擦の異方性 / 多結晶金属 / 単結晶金属 / 凝着力 / 自然酸化膜
Research Abstract

異種の金属を組み合わせて、マイクロニュートンオーダーの微小荷重下、高真空環境で摩擦させると、摩擦されるそれぞれの材料の格子定数の差が小さいほど摩擦係数が高く、逆に格子定数の差が大きいほど摩擦係数が低くなる傾向が確認された。この知見を利用し、実際の機械の乾燥摩擦を下げるために、より高い荷重下における摩擦特性を明らかにすることを目的として、摩擦試験装置の開発に取り組んだ。ニュートンオーダーの荷重を負荷し、同程度かそれ以下の摩擦力を測定できるように、歪みゲージによって荷重や摩擦力を検出する構造とした。摩擦駆動には、サンプルや力計測機構を組み込んだ真空チャンバーの外側に設置したリニアアクチュエータを用い、ベローズを介してアクチュエータの運動を真空中に伝える構造とした。その際、剛性を向上させ、真空に排気したときに大気圧によってアクチュエータに過度なスラスト荷重が作用しないように、リニアアクチュエータの反対側にもリニアガイドとベローズを設置した。真空排気には、ターボ分子ポンプとドライ真空ポンプを組合せることにより、ポンプ作動油による汚染を防いでいる。ところで、低摩擦を示す材料を摩擦面に用いるときに、表面に低摩擦材料の薄膜を形成する方法が一般的である。しかしながら、その場合、薄膜が摩耗してしまうために、長期間にわたって安定して低摩擦を得ることが難しい。そこで、周期的な傾斜構造の組合せによる表面構造を用いることで、摩擦中に表面に軟質金属薄膜を自己修復的に形成する方法について検討を行った。これらの結果により、超低摩擦を示す材料の組合せが明らかになったとき、それを実用的な摩擦面に応用することが容易になった。

  • Research Products

    (4 results)

All 2011 2010

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A Novel Fabrication Method of Nanopatteming : Nanostripe2011

    • Author(s)
      Y.Ando, K.Miyake, M.Nakano, A.Korenaga, H.Mano, A.Mizuno
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th International Conference on MicroManufacturing

      Pages: 67-71

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanostripe Structure : Fabrication and Friction Characteristics2010

    • Author(s)
      Y. Ando, K. Miyake, A. Korenaga, M. Nakano, A. Mizuno
    • Organizer
      International Tribology Congress-ASIATRIB 2010
    • Place of Presentation
      Perth, Australia
    • Year and Date
      2010-12-07
  • [Presentation] 格子間相互作用が摩擦に及ぼす影響2010

    • Author(s)
      安藤泰久、高橋秀享、田村悠、平塚健一
    • Organizer
      日本機械学会第2回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      島根県松江市、くにびきメッセ
    • Year and Date
      2010-10-14
  • [Presentation] 面接触条件下での起動・停止摩擦特性2010

    • Author(s)
      安藤泰久、是永敦、水野顕、中野美紀、三宅晃司
    • Organizer
      トライボロジー会議2010秋福井
    • Place of Presentation
      福井県福井市、福井大学
    • Year and Date
      2010-09-16

URL: 

Published: 2013-06-26  

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