2016 Fiscal Year Annual Research Report
High performance tribological surface by AMe-DLC coating
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26420085
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
伊藤 耕祐 日本大学, 工学部, 准教授 (40420004)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 摩耗形態図 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度末に導入した新たな加振条件制御ユニットにより、一定振幅条件での試験精度が向上した。このため、今年度は試験条件範囲を振動周期10 Hz、垂直荷重0.5～5.0 N、加振振幅20～100 μｍ、繰り返し数1,000～100,000サイクルに拡張し、種々の条件下で摩擦実験を行った。Cu-DLCを皮膜したプレートと黄銅球の組み合わせにおいて、滑り形態は局所滑り、巨視的すべり、および摩擦過程でそれらの遷移が観察される混合すべりの３種類に分類された。損傷形態は、皮膜の剥離の有無により２種類に大別できた。それらの結果を分類表示するマップの軸の取り方について、昨年度に引き続いて試行錯誤を繰り返した結果、縦軸を摩擦係数と垂直荷重の積（すなわち摩擦力）、横軸を加振振幅と繰り返し数の積（すなわち摩擦距離）として全データをプロットすると、剥離損傷発生の有無が一本の境界線で分類でき、その線は摩擦仕事0.03 Jの等摩擦仕事線とほぼ一致した。黄銅プレートと黄銅球の組み合わせについても、同様の条件範囲で種々の微小振動摩擦実験を行って同様の図に結果をプロットしたところ、損傷形態はプレートの変色を伴う激しい損傷の有無により２種類に大別でき、その境界線は摩擦仕事0.03 Jの等摩擦仕事線とほぼ一致した。さらに、黄銅よりも強度の高いベリリウム銅合金のプレートと黄銅球の組み合わせについていくつかの微小振動摩擦実験を行ったところ、激しい損傷が発生する境界は高摩擦仕事側にシフトする傾向があることが示唆された。これらの結果より、本研究で得られた摩耗形態図は、異なる条件下で発生する現象を分類して激しい損傷が発生する境界条件を可視化し、強度の異なる金属材料やコーティング材料の微振動摩擦摩耗特性を比較することができ、実用性の有無や改良の指針を得るために有用である。
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