2013 Fiscal Year Research-status Report
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25820031
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Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
柴田 圭 東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60612398)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 樹脂 / RBセラミックス / ガラスビーズ / 摩擦 / 摩耗 |
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| Research Abstract |
本研究では，「低摩擦」と「飛躍的な耐摩耗性の向上」を同時に付与することが可能な「摩擦・摩耗低減剤」という新しい概念の添加剤を各種樹脂材料に配合することにより，低摩擦と優れた耐摩耗性を両立した，これまでにない独創的かつ先進的な複合材料を開発することを目的としている．具体的には，(1)低摩擦・超耐摩耗樹脂系複合材料の開発，(2)開発された低摩擦・超耐摩耗複合材料のしゅう動部材への応用 の2点を行う．
平成２５年度の研究実施計画としては，米ぬかを原料とするRBセラミックス粒子を充填した熱可塑性樹脂の開発・作製，RBセラミックス粒子充填熱可塑性樹脂の機械的性質の解明の2点である．ポリアミド66（PA66）をベース樹脂とし，この樹脂材料に「摩擦・摩耗低減剤」としてRBセラミックス粒子を充填し，ペレットを作製後，射出成形することにより，RBセラミックス粒子充填熱可塑性樹脂を作製した．RBセラミックス粒子の平均粒径は5 μm，充填率は10 mass%，30 mass%とした．また，比較材料として，PA66樹脂単体，平均粒径は5 μmのガラスビーズを17 mass%，44 mass%充填した複合材料を作製した．これらの複合材料について曲げ強度，弾性率，ビッカース硬さを測定した結果，弾性率，ビッカース硬さは，充填剤の充填率の増加に伴い増加した．また，曲げ強度に関しては，RBセラミックス粒子を充填した場合には増加し，ガラスビーズを充填した場合には減少した．このことから，充填粒子と母材との界面に生じる界面密着力は，ガラスビーズに比べRBセラミックスの方が高いことが分かった．さらに，これらの材料に対して摩擦試験を行い，特に低すべり速度において，両充填剤は摩擦係数，摩耗ともに樹脂母材に比べ減少できることが明らかとなった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の計画では，粒子を充填した熱可塑性樹脂の開発・作製とその機械的性質の解明であったが，さらに摩擦試験を行い，その充填剤の「摩擦・摩耗低減剤」としての可能性を見出しているため
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２６年度の研究実施計画としては，RBセラミックス粒子充填熱可塑性樹脂の大気中無潤滑下における摩擦・摩耗特性の解明と，本申請期間中に明らかにされた結果のまとめ及び公表である．平成２５年度に行った摩擦試験に引き続き，摩擦条件を増やした摩擦試験を行う．特に，低すべり速度において摩擦係数の低減と耐摩耗性の向上が見られたため，そのメカニズムの解明を行う．そのメカニズムの解明において，粒子系充填剤の優位性を明らかにするために，炭素繊維，ガラス繊維を充填した複合材料も作製し，比較を行う．これら本申請期間中に明らかにされた結果をまとめ，公表する．また，開発されたRBセラミックス粒子充填樹脂材料の，チェーンのブッシュや水中ポンプ軸受への応用の可能性を検討する．
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[Presentation] Friction and Wear Behavior of Polyamide 66 Composites Filled with Rice Bran Ceramics Slid against Stainless Steel2013
Author(s)
Shibata, K., Yamaguchi, T., Ifuku, R., Kishi, M., Hokkirigawa, K.
Organizer
World tribology congress 2013
Place of Presentation
Torino, Italy
Year and Date
20130908-20130913
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