| 研究課題/領域番号 |
13650766
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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 |
構造・機能材料
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
高木 誠 愛知工業大学, 工学部, 助教授 (40288428)
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| 研究分担者 |
松室 昭仁 名古屋大学, 工学部, 助教授 (80173889)
井村 徹 愛知工業大学, 工学部, 客員教授 (50022968)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2002年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2001年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
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| キーワード | マイクロトライボロジー / 走査プローブ顕微鏡 / シリコン単結晶 / マイクロ摩耗組織 / 格子欠陥 / 透過電子顕微鏡 / 金属ガラス / 硬質薄膜 / 非平衡材料 / マイクロマシン |
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| 研究概要 |
1.Si単結晶のマイクロトライボロジー特性とマイクロ摩耗現象の解明
シリコン単結晶を試料として、原子間力顕微鏡(AFM)を利用しマイクロ摩耗についての研究を行い、その特性や現象の解明を進めた。以下が、得られた主な研究成果である。
(1)微小な垂直力を作用させて起こるマイクロ摩耗においては、摩耗深さは走査回数(摩擦距離)及び垂直力の増加に伴い増加することを明らかにした。
(2)シリコン単結晶のマイクロ摩耗は結晶方位に依存し、結晶方位<110>で最も大きく、次いで<100>、<112>の順になることを見出した。
(3)マイクロ摩耗で生じた極微小な摩耗痕の断面をTEM観察した結果、摩耗初期段階で生じる摩耗痕の表面及びエロッジの隆起部に、小さな転位ループを含む格子欠陥の発生を観察し、それらの領域で塑性変形が起こったことを明らかにした。さらに摩耗が進行すると、深さ140nmに達するサイズの転位を含む数多くの格子欠陥が生じ、そのような格子欠陥の成長とその数の増加から、塑性変形領域が広がることを解明した。
2.金属ガラス及びその複合材料のトライボロジーの研究
バルク形状のZr基金属ガラス及びそれに強化材としてZrC粒子を含んだ複合材料を鋳造法で作製し、それらのトライボロジー特性をピンオンデイスク式摩擦摩耗試験機を用いて測定した。その結果、それらの材料は高強度アルミニウム合金A4032よりも良好な耐摩耗性を示した。なかでも、ZrC強化材を15%含有する複合材料は最も優れた耐摩耗性を示し、相手材の軸受鋼SUJ2との摩擦係数も0.2程度の最も小さい値を示した。
金属ガラスは摩擦に伴う結晶化が懸念されるので、それを透過電子顕微鏡による断面観察により調べた結果、摩耗痕表面はアモルファス状態で顕著な結晶化は認められなかった。
1.イオンビーム支援蒸着法によるCN硬質薄膜の作製とその機械的性質
Arイオンを添加してイオンビーム支援蒸着法でCN薄膜を作製した。その結果、Ar/N_2比が1の場合に、高硬度で摩擦係数が小さく耐摩耗性に優れた硬質薄膜を作製することができた。
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