Proposal of in-situ observation method for solidified elastohydrodynamic films
| Project/Area Number |
17H03166
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Research Field |
Design engineering/Machine functional elements/Tribology
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
八木 和行 九州大学, 工学研究院, 准教授 (50349841)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,530,000 (Direct Cost: ¥8,100,000、Indirect Cost: ¥2,430,000)
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| Keywords | トライボロジー / 固化 / レオロジー / その場観察 / FT-IR / 弾性流体潤滑 / 油膜厚さ / 油膜形状 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2019年度には、前年度までに購入したFT-IR測定装置と実験装置を使用して固化膜の吸収スペクトルの測定を行った。この実験装置は、回転するディスクと鋼球とのすべり転がり接触が可能な構造である。潤滑面の片側表面であるディスクの材料には、耐圧性および耐摩耗性が高いサファイアを当初使用していた。しかしながら、サファイアの赤外線透過波長域は波長5μm程度までであるため、より赤外透過波長域が広いフッ化カルシウムを2019年は主に使用した。潤滑油については、前年度までに行ったアルコールの一種であるドデカノールを使用した。速度条件については、2018年度の実験ですべり転がり条件で実験を行うと、フッ化カルシウムの場合ディスクの摩耗進行が著しいことが明らかになったため、純転がり条件で実験を行った。測定点については，すべり方向中央部を入口部から出口部まで測定点を移動させて数点計測を行った。
実験の結果、フッ化カルシウムをディスク材料に用いた場合でも、純転がり条件であれば油膜厚さが100 nm程度の薄膜条件でも赤外吸収スペクトルの測定を行うことができた。しかしながら、潤滑膜の厚さが非常に薄いため、吸収スペクトルの強度は決して高いのもとはいえない問題点を有していた。吸収スペクトルの傾向としては、低波数側には大気圧下でのスペクトルと大きな差はなく、フッ化カルシウム使用の利点を見いだせなかったが、高波数側では、大気圧と異なる特徴的なスペクトルの変化が生じていることが2019年度の詳細な赤外吸収スペクトル測定により明らかとなった。
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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
フッ化カルシウムは耐摩耗性が低く、すべり転がり条件では測定が困難であった。しかしながら、純転がり条件では測定が可能であることが確かめられた。測定結果については、当初固化の有力な判断材料になると予想していた低波数側のスペクトルに大きな変化が現れなかったため、フッ化カルシウムを使用する利点を見出せないものであった。しかしながら、高波数側でのスペクトルに特徴的な変化があることが明らかとなり、この変化を潤滑膜固化の判断材料に使用するここととした。このため、当初の予想と異なる結果を用いて潤滑膜固化の判断をすることになったものの、研究目標に対しては遅延は起こっていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度にはフッ化カルシウムを引き続き用いた実験を引き続く行うものの、高波数側の吸収スペクトルを計測できるサファイアを用いた実験を行う予定である。サファイアは耐摩耗性が高く、すべり転がり条件での実験を行うことができるので、純転がり条件での結果との比較を行う。また、固化を起こさない合成潤滑油を使用した実験および結果の比較を行い、吸収スペクトル変化の詳細な考察を行う予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
