| 研究課題/領域番号 |
07650179
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 日本工業大学 |
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研究代表者 |
三宅 正二郎 日本工業大学, 工学部, 教授 (70229813)
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| 研究期間 (年度) |
1995 – 1996
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| 研究課題ステータス |
完了 (1996年度)
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| 配分額 *注記 |
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1996年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1995年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | マイクロトライボロジー / 原子摩耗 / 走査型プローブ顕微鏡 / マイカ / ナノリソグラフィー |
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| 研究概要 |
(1)マイカの原子オーダのトライボロジー評価では、層状結晶材料であるマイカ(白雲母)表面のnNオーダの原子間力と摩擦力分布を同時に観察した。得られた画像の凹凸周期はほぼ結晶の原子間力に対応した。多数回摩擦させた場合の形状の変化および摩擦力波形の観察から原子オーダの摩耗現象を考察した。マイカ表面のnmオーダの摩耗機構を検討し、摩耗がマイカの劈開面の間隔1nm深さの積層単位で生じることを明らかにした。また摩耗までの摩擦力変化から低荷重の条件では一定摩擦回数で1層単位で摩耗が進行することが明らかになった。
(2)マイカのナノメータスケールの機械加工ではマイカ表面のnmオーダの加工実験を行い、加工が積層単位で生じることを明らかにした。さらに加工深さおよび加工抵抗の荷重依存性を検討した。加工抵抗を加工に寄与しない摩擦力と掘り起こし力に分けることができ、掘り起こし力が加工深さとほぼ対応することが明らかになった。また、その加工メカニズムを適用して1nm単位の深さの多層構造などの加工を実現した。さらに2000×600nm^2の範囲に深さ約1nmの溝からなるNippon lnstitute of Technologyの頭文字「NIT」を加工した。
(3)ダイヤモンドについて、摩擦力顕微鏡などを用いnN〜N荷重領域における摩擦特性を明らかにした。この結果マクロ荷重領域では摩擦係数が0.1以下の値を示すのに対し、荷重減少にともない摩擦係数が急増することが明らかになった。さらにCVDダイヤモンド膜にフッ素処理を行ない、摩擦低減効果を明らかにした。また、立方晶窒化ホウ素(cBN)膜についてダイヤモンド圧子との間で0.03程度の極低摩擦特性を示すことを明らかにした。
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