2013 Fiscal Year Annual Research Report
ナノメートル厚さの潤滑膜を用いた薄膜潤滑現象の多角的計測
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23246031
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
福澤 健二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60324448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊藤 伸太郎 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 講師 (50377826)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 潤滑 / マイクロ・ナノトライボロジー / 粘弾性計測 / 極微量潤滑 / 水晶振動子 / エリプソメトリー顕微鏡 / ハードディスク / マイクロマシン |
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| Research Abstract |
微小機械の潤滑や極微量潤滑において重要な，摺動面にのみ液体潤滑膜を塗布する潤滑（薄膜潤滑）が重要となっている．これには，高精度にすきま制御した条件で潤滑膜の発生する水平・鉛直方向の力の計測が必須である．さらに，潤滑膜の変形をリアルタイムに把握することが求められる．力学応答計測では発生力減小に対応して高感度化が必要であり，膜観測では摺動部微小化に対応して面内分解能を向上する必要がある．本研究では，課題を克服する新規な計測法を提案し，潤滑膜の発生する水平力・鉛直力および膜変形を同時計測し，薄膜潤滑の理論基盤を構築することを目的としている．
今期は計測法の改良と統合に向けた検討を行った．水平力・鉛直力測定系を統合した系での精度をより向上すべく，光ファイバプローブの水平方向の振動により誘起されるすきま変動を抑制する構造として，水平力測定用の光ファイバプローブと鉛直力測定用センサを分離した測定法の開発に着手した．膜観測法としては，照明光の強度を向上させるなどして膜厚分解能を向上させ，0.1 nmオーダの膜厚分解能を達成した．そして，水平力測定系と膜観測系の統合系を構築し，摺動痕の修復過程を可視化した．修復過程は拡散現象が支配的となるが，繰り返し摺動時には現象が複雑になることを見出した．また，固液界面あるいは分子間の滑りにより，光ファイバプローブによる水平力測定法の検出レベル以下の粘性力しか発生しないことを示唆する結果を得た．開発した計測によりナノすきま摺動においても動圧力が発生する可能性があること，閉じ込め効果により粘度が増加すること，およびせん断率が大きいことにより界面あるいは分子間すべりが発生することなど，従来の浸漬型潤滑とは異なる薄膜潤滑の理論基盤構築に重要な現象を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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