2023 Fiscal Year Annual Research Report
油中酸化物の吸着力・せん断抵抗の直接測定と潤滑摩耗メカニズムの解明
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21K03831
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
本田 知己 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (80251982)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50725322)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | メンテナンストライボロジー / 油中酸化物 / 吸着力直接測定 / 吸着シミ ュレーション / 潤滑摩耗 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
潤滑油はしゅう動部の摩擦・摩耗の低減や冷却などの役割を担っており，機械設備が長時間安定して稼働するために必要不可欠である．潤滑油の性能はしゅう動部の添加剤の表面吸着特性によって大きく左右される．表面に形成される吸着膜は基油と添加剤の構造と密接に関係しており，潤滑油設計において吸着膜の性能評価は重要な役割を果たす．本研究では，無灰摩擦調整剤の構造的因子が吸着および摩擦特性に与える影響と潤滑油の酸化によって生成された酸化物が吸着および摩擦特性に与える影響について調べた．
模擬酸化油の作製には回転圧力酸化安定度試験RPVOT装置を用い，圧力低下量に伴う酸化物量を調べるためにフーリエ変換赤外分光光度計FT-IRを用いて性状分析を行った．また，ESI-MS法によって質量分析を行った．以上により性状を把握した劣化油の吸着力およびせん断抵抗の測定を原子間力顕微鏡AFMを用いて行うとともに，マクロな摩擦試験も行った結果，以下の結論が得られた．
(1)AFMのフォースカーブモードによる吸着力の測定結果から，酸化度が大きく酸化物量が多く生成された試料油では吸着力が増加することを示した．
(2)AFMのLFMモードによる表面観察結果と水平力の測定結果から，15 PSIにおいて試料表面に酸化物が吸着した場合，走査後で面圧が増加するにつれて水平力が増加することを明らかにした．また，AFMのLFMモードによる水平力の測定結果から，試料表面に吸着する酸化物は一定量まで脂肪酸と同様の働きをするが，過度に酸化物が増加すると摩擦係数が高くなることを明らかにした．
(3)マクロな摩擦試験では，酸化の進行に伴い摩擦係数は減少したが，摩耗量との間に相関関係は見られなかった．
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