2014 Fiscal Year Research-status Report
金属の摩耗に対する温度・湿度・非摩擦時間効果の解明
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25420096
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
平塚 健一 千葉工業大学, 工学部, 教授 (30181168)
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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 / 摩耗 / 貴金属 / 湿度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度のAlの摩耗に対する非摩擦時間効果と湿度の効果の研究に続いて，今年度は金属の種類をAu，Ag，Cu，Ptなどの貴金属および反応性の高いTiに増やし，その摩耗に対する非摩擦時間効果と湿度の効果について調べた．この時，酸素と水蒸気の役割についてより厳密に調べるために，水蒸気のキャリアガスとして酸素とアルゴンを使用した．得られた結果は以下の通りである．アルゴン雰囲気中において湿度の影響があったのはCuのみであった．その摩耗率の湿度特性は，ある水蒸気量で極大値となった．全ての湿度中でころ状の摩耗粉が確認された．Ag, Auの摩耗率および摩耗粉形状に対して湿度の影響はほぼなかった．酸素雰囲気においてCuとAgではアルゴン中よりも摩耗率は多くなったが，Auでは同じ程度であった．このときの摩耗の湿度特性について，Cuの摩耗率は湿度の上昇とともに増加した．それに対して，Agの摩耗率にはほとんど湿度の影響が見受けられなかった．ただし，Agの場合摩耗粉のサイズは水蒸気が含まれると小型化した．Auの摩耗粉に対しては，アルゴン雰囲気と同様酸素中でも湿度の影響がなかった．Ti同士の摩擦では，すべての条件に共通して摩擦開始から摩擦500回までは徐々に軸間距離が離れ，その後に軸同士は接近した．その傾きはいずれの条件においてもほとんど違いがなかった．以上から次の結論を得た．1) Auの摩耗に対して水蒸気および酸素の影響はない．2) Ag同士の摩擦における摩耗粉の生成過程に対して酸素雰囲気でのみ水蒸気が物理吸着することで影響を及ぼす．3) Cuの摩耗を酸素および水蒸気が促進したのは表面に生成した酸化物と水の物理吸着に伴う凝着抑制作用による．4) Tiの摩耗に対しては酸素濃度によらず湿度の効果はほとんどなかった．
このように，金属の摩耗に対してその活性によって酸素と水蒸気の効果が異なることが示された．
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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
今年度は酸素とアルゴンを水蒸気のキャリアガスとすることによって，金属の摩耗に対する酸素と水蒸気の効果を独立して論じることに成功した．特に貴金属の摩耗特性から酸素の化学吸着と水の物理吸着の役割が明確となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
金属の種類をさらに増やすことで，金属の摩耗に対する酸素と水蒸気の役割についての全貌を明らかにする．さらに，雰囲気気体の温度を室温よりも上げることで，雰囲気気体の反応性を高くし，その際の摩耗挙動を調べる．それによって金属の摩耗に対する雰囲気気体の作用機構についてより本質的な議論を行う．
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| Causes of Carryover |
残りが一万円未満となり，本研究に必要な額に満たなかったため．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
気体を購入するのに使用予定である．
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Research Products
(4 results)
