2010 Fiscal Year Annual Research Report
動的圧縮せん断力を利用した粉末の常温固化プロセス及び固体潤滑機能層の創出
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22360043
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
三木 寛之 東北大学, 流体科学研究所, 講師 (80325943)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)
竹野 貴法 東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (00451617)
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| Keywords | トライボロジー / 複合材料・物性 / 材料加工・処理 / 構造・機能材料 |
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| Research Abstract |
本研究は接触する2面間で圧縮力とせん断力を同時に受ける金属粉あるいは炭素と金属の複合材料粉が固化し薄片(膜)状になる現象の生成メカニズム解明に関する研究である。この薄膜は以下の2つのプロセスによって生成される。(1)硬質炭素複合材料膜と摺動相手材金属の摩擦境界面に生成され、無潤滑で低摩擦を発現する(2)常温大気中で粉末に圧縮せん断力を与えることにより、加熱あるいは通電することなく膜(薄片)が得られる。平成22年度は硬質炭素複合膜における摩擦摺動によって形成される金属移着膜の形成条件とそのプロセスについて研究を行った。
1)安定した移着層形成の条件探索
異なる金属を分散させたMe-DLCによるピンオンディスク試験により安定した低摩擦発現の条件を定量的に評価した。硬質膜の機械的特性及び導電性、表面粗さ及び相手材の材質及び表面粗さによる影響と膜形成条件を考察し、硬質炭素膜の組成パラメータと低摩擦発現(移着層形成)条件との相関について定性的に評価した。炭素複合膜の硬度を維持しつつ低摩擦係数を得る組成条件を見出した。
2)移着層及び摩擦痕の微細構造分析
安定化した低摩擦を実現した摩擦痕および移着膜のナノ組織分析を行い、摩擦挙動と結晶の微細構造の関係評価を行った。炭素複合膜に含有する金属種や組成比による摩耗粉の違い、摩耗痕の状態を分析し、摺動相手材に移着するのは主に金属成分であり、摩耗粉を構成する炭素成分は移着しないことを明らかにした。
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