無潤滑超低摩擦・耐摩耗カーボン系硬質膜の静摩擦係数減少のための設計指針の確立

2012 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22360069
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 梅原 徳次 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70203586)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野老山 貴行 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20432247) ; 上坂 裕之 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90362318)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2013-03-31
• Keywords: トライボロジー / 機械要素 / ＤＬＣ / 静摩擦 / 凝着 / 湿度

Research Abstract

本研究では、超低摩擦・超耐摩耗のカーボン系硬質膜の静摩擦係数の減少の制御指針を確立することを目的とした。カーボン系硬質膜としては、摩擦の凝着項を減少させるために「電子ビーム蒸着法」においてターゲットにカーボンだけでなくPTFEも用いて成膜を行い、フッ素含有DLCの作製を試み、同じ平面試験片同士の摩擦において、雰囲気湿度を25～95%RH変化させ、摩擦動き出し時の最大接線力から静摩擦係数を算出し評価した。具体的に得られた研究成果を以下に示す。
（１）14at%フッ素を含有したDLC膜は撥水性を示し、水滴の接触角は118°であった。一方、フッ素を含有しないDLC膜においては水滴の接触角は66°であった。
（２）フッ素非含有DLC同士の摩擦において、湿度が増加しても、静摩擦係数及び動摩擦係数はほぼ一定であった。一方、撥水性のフッ素含有DLCとフッ素非含有DLCの摩擦において、湿度が増加するに伴い摩擦係数は10～50％程度減少した。
（３）荷重を変化させた実験を行ったところ、撥水性のフッ素含有DLCとフッ素非含有DLCの静摩擦係数において、荷重が小さい場合、摩擦係数は減少し、湿度が90%の場合に静摩擦係数が0.12から0.07に減少した。この原因として、高湿度下における水メニスカスの形成によるラブラス圧による斥力のよる直接接触部で荷重が減少するメカニズムが提案された。

Current Status of Research Progress

Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。