2009 Fiscal Year Annual Research Report
動摩擦エネルギー散逸顕微鏡の開発によるナノトライボロジー研究
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21654041
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| Research Institution | Aichi University of Education |
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Principal Investigator |
三浦 浩治 Aichi University of Education, 教育学部, 教授 (50190583)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 勝 電気通信大学, 電子通信学部, 教授 (20196869)
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| Keywords | 動摩擦 / エネルギー散逸 / AFM / QCM |
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| Research Abstract |
現在、ミクロスケールの視点から摩擦現象のメカニズムの解明を目指すナノトライボロジーが発展し、新しい知見に基づく摩擦の軽減・潤滑の開発に大きな貢献をすると期待されている。固体-固体間のエネルギー散逸は、見かけの接触面で一様に起こることはなく、ナノスケール領域での固体間距離(または荷重)と物性に依存し、どこで、どのように起こるかを答えなければならない。そのためには、面間にも面内方向にもナノスケールの分解能を持って直接にエネルギー散逸を測定することが必要となる。しかし技術的な困難さもあり、ほとんど行われていなかった。本研究の目的は、動摩擦によるエネルギー散逸を直接測定できるエネルギー散逸顕微鏡を開発することにあり、原子間力顕微鏡(AFM)と水晶マイクロバランス(QCM)を組み合わせることで実現できる。AFMでは探針をナノスケールの位置分解能とnNの荷重分解能を持って制御し、一方、QCMではpWのエネルギー散逸を測定する。
平成21年度は、水晶振動子上にマイカ基板を用意して、AFM探針で荷重を制御し、同時にQCMのエネルギー散逸を測定できるシステムを構築した。また、室温・大気圧下で動作させ、水晶振動子の振動振幅を数10nm～数nmの条件で、QCMのエネルギー散逸のAFM探針荷重依存生の予備実験を行った。予備実験の結果、探針の接触による水晶エネルギー散逸が観測された。測定の高精度化が今後の課題である。
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