2014 Fiscal Year Research-status Report
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25390006
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水上 雅史 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (60333902)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 表面･界面物性 / 固体潤滑 / 接着 / 摩擦 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者等が開発してきた共振ずり測定法は、空気中で表面が離れた状態 (摩擦力なし) での共振カーブ (空気中分離)、および雲母表面が接触して滑りが無い状態での共振カーブ (雲母接触) を基準として、固体表面間に液体が存在する状態での共振カーブを解析し、液体ナノ薄膜の物性、摩擦･潤滑特性を定量評価できる。本申請研究では、共振ずり測定法により、固体潤滑（高粘度潤滑剤、高分子･無機材料固体など）の評価を可能とするための装置･測定法の高度化を行うことを目的としている。
本年度は、下表面の固定に用いてきた水平バネに代わり、H25年度に新たに製作した水平バネと垂直バネを組み合わせた改良型バネを用いた測定を実施した。この改良型バネでは、摩擦力による応答は垂直バネの変位を測定することで得られる。通常の共振ずり測定において測定される上表面を固定した垂直バネの変位に加えて、上表面の変位、下表面を固定した垂直バネの変位、さらにこれらの位相をレーザー変位計により測定し、ロックインアンプを介してLabVIEWプログラムにより取得した。これにより、表面が離れている状態、および表面が接触した状態、それぞれにおいて、各部の変位の相関と位相差の標準的な値を実験的に決定することができた。これらの値を共振カーブの物理モデル解析に用いることで、パラメータの決定精度を向上させることができた。また、得られたパラメータより摩擦力、せん断振幅、せん断速度を計算する方法を提案した。また、表面力･共振ずり測定装置と光学顕微鏡を組み合わせたシステムを構築し、固体表面間の接着力測定と接触面の同時観察の実験を開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通りに光学顕微鏡と表面力･共振ずり測定装置を組み合わせたシステムを構築し、実験を開始した。また、製作した改良型バネを用いて、装置各部の変位と位相の測定を実施することで、物理モデル解析によるパラメータ決定精度を向上することが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、研究計画に従って、雰囲気制御環境下での測定を行うための装置整備を進め、接着力･摩擦力評価を実施する。本年度は、高速度カメラの導入を予定していたが、現状の測定の範囲では、現有のカメラにより必要な情報の取得ができたため、現有の設備で実験を進めた。今後、実施する評価対象に合わせて最適な仕様のカメラを選定、導入、測定を進める。
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| Causes of Carryover |
高速度カメラの導入を予定していたが、現状の測定の範囲では、現有のカメラにより必要な情報の取得ができたため、現有の設備で実験を進めた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
今後、実施する評価対象に合わせて最適な仕様のカメラを選定、導入、測定を進める。
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