2015 Fiscal Year Research-status Report
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26630041
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
佐々木 信也 東京理科大学, 工学部, 教授 (40357124)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | イオン液体 / 電場 / 摩擦 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
イオン液体を潤滑剤として用いる摩擦界面において，外部電場により表面電位を与えることにより，表面に吸着するイオン種および摩擦界面に介在するイオン液体の構造を変化させて，境界潤滑特性を制御するための基盤技術を確立ため，表面近傍におけるイオン液体の分子構造に及ぼす表面電位の影響を調べるとともに，摩擦特性と分子構造との相関および超低摩擦現象の発現メカニズムについて実験的検証をおこなった。また，イオン液体による境界潤滑下で十分な耐摩耗性を発揮する摺動表面材料を探索した。
H27年度までの実績は以下の通り。
（１）電圧印加による分子構造の変化を計測するため，摩擦表面にDLCを製膜し、これにより，電場制御によるイオン液体分子種による境界潤滑膜形成と摩擦条件下での構造変化を動的に計測するための分析手法を確立した。（２）安定した境界潤滑状態を維持するため，摩擦する２固体間の界面間隔をナノオーダーで制御可能な精密な位置決め機構を開発するとともに，固体接触が余儀なくされる摺動表面材料として，耐摩耗性に優れ電気絶縁性の高い材料を選定した。上記の計測から得られるイオン液体の界面構造と電場との関係より，マクロな境界潤滑特性と吸着膜構造との相関について検討を行った。（３）超低摩擦現象のメカニズムを解明するため，AFMカンチレバー先端と試験片との界面に存在するイオン液体のイオン種を系統的に変化させ，摩擦低減効果の高い分子構造を明らかにし，マクロ特性との相関について考察した。（４）上記の知見をもとに，イオン液体と表面材料の最適な組合せを選定し，摺動表面への電圧印加可能な滑り軸受を試作して性能評価を行い，境界潤滑下で超低摩擦特性を発揮する超潤滑イオン液体軸受を設計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
イオン液体潤滑状態に電場を印加することで、極低摩擦現象が発現することがAFMを用いたナノ摩擦試験において確認されている。しかしながら、当方で実施したマクロな摩擦試験においては、摩擦係数はむしろ上昇することが分かった。この違いが何によるものなのかについて、イオン液体の異なる分子構造からなるイオン液体を用いて系統的な実験を実施した結果、摩擦挙動には、イオン半径が大きく関係することが明らかとなった。このことより、低摩擦現象を発現させるメカニズムを、マクロな領域で発現させるための方法を検討しているところである。具体的には、摩擦面への電場の印加方法を工夫することで、摩擦の制御が可能になるものと考え、実験を計画しているところである。
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| Strategy for Future Research Activity |
電場の付加により、摩擦挙動に変化があ現れることが明らかとなった。ただし、現在の電場印加方法では、摩擦低減効果よりも、摩擦係数が上昇してしまうことから、電場の印加方法を検討する必要がある。H28年度は、軸受への応用も視野に入れ、摩擦面への電場印加方法を中心に研究を実施する。
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| Causes of Carryover |
購入予定であったイオン液体の購入価格が予定よりも高かったため、数量を減らして発注した。このために残った1,069円を次年度に使用することした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
イオン液体の購入費用の一部に補てんする。
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