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摩擦の物理

研究課題

研究課題/領域番号 12640374
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 物性一般(含基礎論)
研究機関大阪大学

研究代表者

松川 宏  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20192750)

研究分担者 川口 高明  島根大学, 教育学部, 助教授 (10273913)
多々良 源  大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10271529)
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
2002年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2000年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワード摩擦 / ピン止め / 潤滑 / 電荷密度波 / 磁束格子 / トライボロジー / ナノテクノロジー / ナノマシーン / 摩擦力顕微鏡 / トライギロジー / ナノトライギロジー / 地震 / スティックスリップ
研究概要

固体界面間の滑り摩擦については古くから多くの研究が行われてきた。近年ではミクロ・ナノスケールの摩擦の研究が始まり、その特異な振る舞いが注目を集めている。界面摩擦に類似の現象は、密度波や超伝導体中の磁束格子のピン止めと運動など、固体内でも観測される。これら多様な系の摩擦現象には多くの共通する性質があるが、個性もある。その物理に関しては基本的な多くの問題が未解決である。
本計画では様々なスケールの界面摩擦をそれぞれのスケールに適したモデルに基づき調べ、摩擦機構の統一的理解、摩擦の普遍性と多様性の解明を図った。
具体的実績を以下に挙げる。
i)滑り面の一方の結晶の原子を固定した2次元モデルにより次のことを明らかにした。
・外力と運動の方向がずれる場合がある。・乱れが静摩擦力を小さくする場合がある。・運動状態は動的ブラッググラス相と呼ばれる特異な秩序を持つ。・動いていても、速度に垂直な方向には有限の静摩擦力が働く。
ii)介在物のある滑り摩擦の有効モデルをつくり、静摩擦力の特畏な振る舞い、これまでの考えとは逆に介在物の結晶秩序が強まることにより滑りやすくなる現象などを発見した。
iii)グラファイトは摩擦係数の低い良い固体潤滑剤である。グラファイトフレーク-グラファイト基盤間の摩擦のシミュレーションにより、初めてその低摩擦係数を再現し、その機構を明らかにした。また荷重依存性などグラファイトの摩擦力顕微鏡実験の結果を説明することに成功した。
iv)様々な摩擦現象はピン止めのある弾性体モデルにより表すことが可能だが、そこでは塑性変形の効果が無視される。塑性変形の効果を取り入れたモデルの詳細な解析により、その特異な振る癖いとその機構を初めて明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Friclion, order and transverse pinning of two-dimensional elastic lattice under-periodic and impurity potentials"Phys.Rev.B.. 61・24. R16366-R16369 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanori Yumoto, Hidetoshi Fukuyama, Hiroshi Matsukawa, Naoto Nazaosa: "Impurity Effects on Quantum Depinning of Commensurate Charge Density Waves"J.Phys.Soc.Jpn.. 69・9. 2953-2961 (2000)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsukawa, T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Atmically Clean Surfaces and Effects of Impurities"Iribology Letters. 9. 105-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Simulations atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. 8・5. 447-452 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松下 勝義, 松川 宏, 佐々木 成朗: "グラファイト上の摩擦力顕微鏡のシミュレーション"日木トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 29-29 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松川 宏: "ナノスケール潤滑剤層の有効ハミルトニアン"日木トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 57-57 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi and H.Matsukawa: "Friction, order and transverse pinning of two-dimensional elastic lattice under periodic and impurity potentials"Phys.Rev.B. Vol.61, No.24. R16366-16369 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masanori Yumoto, Hidetoshi Fukuyama, Hiroshi Matsukawa and Naoto Nagaosa: "Impurity Effects on Quantum Depining of Commensurate Charge Density Waves"J.Phys.Soc.Jpn.. Vol.69, No.9. 2953-2961 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Matsukawa and T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Atmically Clean Surfaces and Effects of Impurities"Tribology Letters. Vol.9. 105-110 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi and H.Matsukawa: "Numerical Simulations atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. Vol.8, No.5. 447-452 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi and H.Matsukawa: "Friction and complex dynamics at solid surfaces"Computer Physics Communications. Vol.142, Issue 1-3. 100-104 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi and H.Matsukawa: "Nanoscale Friction and Interfacial Effects"Key Engineering Materials. Vol.227. 133-138 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi and H.Matsukawa: "Numerical Study of Nanoscale Lubrication and Friction at Solid Interfaces"Molecular Physics. Vol.100, No.10. 3161-3166 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Friction, order and transverse pinning of two-dimersional elastic lattice under periodic and impurity potentials"Phys. Rev. B.. 61・24. R16366-R16369 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Masanori Yumoto, Hidetoshi Fukuyama, Hiroshi Matsukawa, Naoto Nagaosa: "Imqurity Effects on Quantum Depinning of Commensurate Charge Density Waves"J. Phys. Soc. Jpn.. 69・9. 2953-2961 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Matsukawa, T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Atmically Clean Surfaces and Effects of Impurities"Tribology Letters. 9. 105-110 (2000)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Simulation atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. 8・5. 447-452 (2001)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松下勝義, 松川 宏, 佐々木成朗: "グラファイト上の摩擦力顕微鏡のシミュレーション"日本トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 29 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 松川 宏: "ナノスケール潤滑剤層の有効ハミルトニアン"日本トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 57 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Simulations atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. Vol.8 No.5. 447-452 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Friction and complex dynamics at solid surfaces"Computer Physics Communications. (掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Nanoscale Friction and Interfacial Effects"Proc. of the International Conference on Materials for Advanced Technologies. (掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Study of Nanoscale Lubrication and Friction at Solid Interfaces"Proc. of Applied Statistical Physics : Molecular Engineering Conference. (掲載予定). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] H.Marsukawa and T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Alomicalgy clean Surfaces and Effects of Impurities"Tribology Letters. Vol.9 Vol.1,2. 108-110 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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