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インコメンシュレート理論に基づく超潤滑材料の開発

研究課題

研究課題/領域番号 10555051
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 設計工学・機械要素・トライボロジー
研究機関名古屋大学

研究代表者

松室 昭仁  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (80173889)

研究分担者 中本 剛  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (30198262)
新美 智秀  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70164522)
森 俊彦 (森 敏彦)  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (90023340)
小林 勝  NTT, 光エレクトロニクス研究所, 研究員
平野 元久  NTT, 入出力システム研究所, 研究員
研究期間 (年度) 1998 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
1999年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
1998年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
キーワード超潤滑 / トライボロジー特性 / MoS_2 / TiN系 / C-N系 / メカニカルアロイング法 / 配向性 / 超高分解能光ファイバー干渉計
研究概要

本研究は,メカニカルアロイング法,イオンビーム支援蒸着法を用いて原子配列を制御し,超潤滑条件を満たす超低摩擦材料の可能性を主にMoS_2,TiN,窒化炭素膜について検討したものである.また、同時に超潤滑状態の実証と摩擦係数測定の高精度化を行うために超高分解能光ファイバー干渉計による摩擦力測定システムについて検討したものである.得られた主な結果は以下の通りである.
(1)MoS_2粉末にメカニカルアロイング(MA)法を300hまで施し,その後加圧成形試料を作製し,結晶構造の変化,pin-on-disk式摩擦試験機でトライボロジー特性を評価した.処理時間の増加に伴い、原子面同士の回転による基底面間の回転が示唆された。摩擦係数は大気中では摩擦係数が0.1-0.2で顕著な変化は観察されなかったが,層間の不純物原子が脱離する真空中では摩擦係数が0.05以下と顕著な低下を示した。
(2)イオンビーム支援蒸着法によりTiN薄膜の配向性の制御をTiとNイオンの輸送比および基潤滑性を制御した表面形成への可能性を明らかにした.
(3)また,窒素炭素膜に同手法を適用し,Arアシスト効果や基板の差異がトライボロジーに与える影響について検討した結果,Ar/N比が1付近では相手材が鋼材にも関わらず摩耗が観測されず,ゼロ摩耗材料の可能性が示唆された.また,基板材料をTiNとした場合,真空中ではDLCを凌ぐ耐摩耗性を示した.これらの優れたそれぞれの特牲は電子顕微鏡観察等の分析の緒果,、ナノチューブ状の組識の発達および界面での化学結合によるものと判断された.
(4)光ファイバー干渉システムを試作し、ファイバー端面にコーティングすることにより反射率を4,70%と干渉強度の増大に伴う分解能の向上について検討した結果、反射率70%のものは分解能が従来の4%に比較して約7.5倍向上し、コーティングによる顕薯な効果があることが明確になった.

報告書

(3件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (42件)

  • [文献書誌] T. Hayashi: "Tribological properties of carbon nitride thin films prepared on titanium nitride substrates by ion-beam-assisted deposition"9th Cimtec-World Forum on New Materials Symposium III-Surface Engineering. 541-548 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松室昭仁: "メカニカルアロイングによるMoS_<2の>のトライボロジー特性の変化"日本機械学会講演論文集. 427-428 (1999)

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  • [文献書誌] T. Hayashi: "Synthesis of T1-N thin films prepared by dynamic ion mixing technique and their mechanical properties"Thin Solid Films. 349. 199-204 (1999)

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  • [文献書誌] 松室昭仁: "ナノインデンテーション法によるTiN配向膜の機械的性質の評価"材料. 48・12. 1423-1427 (1999)

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  • [文献書誌] 林敏行: "イオンビーム支援蒸着法により形成されたC-N系薄膜の耐摩耗"日本機械学会論文集C編. 65・633. 2042-2049 (1999)

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  • [文献書誌] M. Kobayashi: "Injection Molded Plastic Multifiber Connector Realizing Physical Contact with Fiber Elasicity"IEEE J. Selected topics in Quantum Electronics. 5・5. 1271-1277 (1999)

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  • [文献書誌] T. Hayashi: "Variation in the preferred-orientations and their mechanical properties of TiN thin films prepared by ion-beam-assisted deposition"Proc. SSAM-4. 279-282 (1998)

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  • [文献書誌] T. Hayashi: "Visualization of atom-surface interaction using a molecular dynamics method"Proc. SSAM-4. 283-286 (1998)

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  • [文献書誌] M. Kohzaki: "Preparation of hard carbon nitride films and their microstructure"Proc. SSAM-4. 256-259 (1998)

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  • [文献書誌] A. Matsumuro: "Formation of TiN films with the preferred orientation by ion-beam-assisted deposition and their mechanical properties by nano-indepentation method"Proc. 9th CIMTEC. 499-506 (1999)

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  • [文献書誌] T. Hayashi: "Structural properties of carbon-nitride thin films prepared on titanium-nitride substrates by ion-beam-assisted deposition"Jpn. J. Appl. Phys. 38-4A. L395-L397 (1999)

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  • [文献書誌] 林敏行: "イオンビーム支援蒸着法により形成されたTiN配向膜の変形に関する考察"日本機械学会論文集C編. C65-636. 1818-1823 (1999)

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  • [文献書誌] A. Matsumuro: "Consolidation of C60 powder by a high-pressure technique up to 5.4 Gpa and its mechanical properties"J. Mater. Sci. Lett.. 18-20. 1633-1636 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hayashi: "イオンビーム支援蒸着法による形成されたTiN膜の配向制御"精密工学会誌. 65-9. 1340-1344 (1999)

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  • [文献書誌] A. Matsumuro: "Mechanical properties of TiN films with preferred orientation by nano-indepentation method"Proc. IMMM '99. 155-160 (1999)

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  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, Y.Takahashi, M.Kohzaki, K.Yamaguchi: "Variation in the preferred-orientations and their mechanical properties of TiN thin films prepared by ion-beam-assisted deposition"Proc. SSAM-4. 279-282 (1998)

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  • [文献書誌] T.Hayashi, H.Yoshida, A.Matsumuro: "Visualization of atom-surface interaction using a molecular dynamics method"Proc.SSAM-4. 283-286 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Kohzaki, A.Matsumuro, T.Hayashi, K.Yamaguchi: "Preparation of hard carbon nitride films and their microstructure"Proc.SSAM-4. 256-259 (1998)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, K.Yamaguchi: "Tribological properties of carbon-nitride thin films prepared on titanium-nitride substrates by ion-beam-assisted deposition"Proc. 9ィイD1thィエD1 CIMTEC. 541-548 (1999)

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  • [文献書誌] A.Matsumuro, T.Watanabe, T.Hayashi, M.Muramatsu, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Formation of TiN films with the preferred orientation by ion-beam-assisted deposition and their mechanical properties by nano-indentation method"Proc. 9ィイD1thィエD1 CIMTEC. 499-506 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Takenaka, A.Matsumuro: "Tribological properties of MoSィイD22ィエD2 prepared bu mechanical alloyin method"Proc. 48ィイD1thィエD1 JSME. 427-428 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, M.Kohzaki, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Structural propertiesof carbon-nitride thin films prepared on titanium-nitridesubstrates by ion-beam-assisted deposition"Jpn. J. Appl. Phys. 38-4A. L395-L397 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Wear resistance of C-N thin films prepared by ion-beam assisted deposition"Trans. Jpn. Mech. Eng.. C65-633(in Japanese). 2042-2049 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Synthesis of Ti-N thin films prepared by dynamic ion mixing technique and their mechanical properties"Thin Solid Films. 349. 199-204 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, T.Watanabe, T.Mori, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Consideration of deformation of TiN thin films with preferred orientation prepared by ion-beam-assisted deposition"Trans. Jpn. Mech. Eng.. C65-633(in Japanese). 1818-1823 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsumuro, T.Watanabe, T.Hayashi, M. Muramatsu, Y.Takahashi: "Mechanical properties of TiN films with preferred orientation by nano-indentation method"J. Soc. Mater. Sci. Jpn.. 48-12(in Japanese). 1423-1427 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsumuro, Y.Tanaka, Y.Takahashi, M.Senoo, I.Kondo: "Consolidation of C60 powder by a high-pressure technique up to 5.4 Gpa and its mechanical properties"J. Mater. Sci. Lett.. 18-20. 1633-1636 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi, A.Matsumuro, M.Muramatsu, M.Kohzaki, Y.Takahashi, K.Yamaguchi: "Variation in the preferred orientations of TiN thin films prepared by ion-beam-assisted deposition"J. Jpn. Soc. Precision Eng.. 65-9(in Japanese). 1340-1344 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Matsumuro, T.Watanabe, T.Hayashi, M.Muramatsu, Y.Takahashi: "Mechanical properties of TiN films with preferred orientation by nano-indentation method"Proc. IMMM'99. 155-160 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. Kobayashi, T. Yoshida, S. Asakawa, S. Iwano, S. Sumida, S. Mitachi: "Injection Molded Plastic Multifiber Connector Realizing Physical Contact with Fiber Elasticity"IEEE J. Selected Topics in Quantum Electronics. 5-5. 1271-1277 (1999)

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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Hayashi: "Tribological properties of carbon nitride thin films prepared on titanium-nitride substrates by ion-beam-assisted deposition"9th Cimtec-World Forum on New Materials Symposium III-Surface Engineering. 541-548 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 松室昭仁: "メカニカルアロイングによるMoS_2のトライボロジー特性の変化"日本機械学会講演論文集. 427-428 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hayashi: "Synthesis of Ti-N thin films prepared by dynamic ion mixing technique and their mechanical properties"Thin Solid Films. 349. 199-204 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 松室昭仁: "ナノインデンテーション法によるTiN配向膜の機械的性質の評価"材料. 48・12. 1423-1427 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 林敏行: "イオンビーム支援蒸着法により形成されたC-N系薄膜の耐摩耗性"日本機械学会論文集C編. 65・633. 2042-2049 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M.Kobayashi: "Injection Molded Plastic Multifiber Connector Realizing Physical Contact with Fiber Elasticity"IEEE J. Selected topics in Quantum Electronics. 5・5. 1271-1277 (1999)

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      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Hayashi: "Tribological properties of carbon nitride thin films prepared on titanium-nitride substrates by ion-beam-assisted deposition" Proc.CIMTEC'98. (in print). (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 松室昭仁: "メカニカルアロイングによるMoS2のトライボロジー特性の変化" 日本機械学会講演論文集. (In print). (1999)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hirano: "Novel microvalve with low leakage" Proc.45^<th> American Vacuum Society International Symposium. 45. 24-30 (1998)

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  • [文献書誌] 新美智秀: "O2-LIPFを用いた2次元温度計測法に関する研究(広帯域レーザーを利用した温度計測)" 日本機械学会論文集. B64-618. 436-441 (1998)

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      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Mori: "Functional coating by RF magnetron sputtering" Proc.CIMTEC'98. (in print). (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 中本剛: "YAGレーザーによるB4Cの合成と造形への応用" 日本機械学会講演論文集. 47. 315-316 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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