| 研究課題/領域番号 |
10450058
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
機械工作・生産工学
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
島田 尚一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20029317)
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| 研究分担者 |
打越 純一 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (90273581)
稲村 豊四郎 名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60107539)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
1999年度: 5,100千円 (直接経費: 5,100千円)
1998年度: 7,900千円 (直接経費: 7,900千円)
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| キーワード | トライボコーティング材 / 超格子薄膜 / 機械的特性 / 計算機実験 / 分子動力学 / 計算機援用設計 / トライボコーティング材料 / 摩擦・摩耗特性 |
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| 研究概要 |
本研究は、セラミックス超格子薄膜をはじめとする種々のトライボコーティング材の高機能発現に薄膜のナノスケールでの微細構造がどのようにかかわっているのかを明らかにし、その成果をもとに、高荷重、高温、高真空、超清浄などの極限環境下で高い信頼性を発揮する高機能トライボコーティング材の特性予測および効率的な計算機援用設計のための手法を提案しようとするもので、主な研究成果は以下の通りである。
1.異種原子間のポテンシャルを記述できるMEAMポテンシャルを用いて、セラミックス材料の挙動をナノスケールで解析できる分子動力学(MD)法を確立した。
2.MDモデルの周辺を弾塑性有限要素(FEM)モデルで支持し、これらと非定常熱伝導FEMとの連成解析によって、より現実的な解析が可能なハイブリッドモデルを開発した。
3.材料内で生ずる力学現象のミクロ/マクロ間相互作用を調べることができ、モデルの空間・時間スケールを拡大・縮小できる新しい拡張型分子動力学法として、繰り込み群分子動力学法を開発した。
4.MEAMポテンシャルを用い、第一原理計算結果にフィッティングさせることによって、セラミックス超格子の材料としてよく使用されるTiNおよびZrNのモデルを構築し、その安定構造を明らかにした。
5.セラミックス超格子薄膜のひとつである、TiN/ZrN超格子薄膜のモデルを構築し、積層周期が小さくなるほど機械的特性が向上することが明らかにした。実験的にはある最適周期で機械的特性が向上することが知られているが、実際の薄膜にはミスフィットや粒界などの欠陥が含まれているためであると考えられる。
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