| 研究課題/領域番号 |
14350392
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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 |
材料加工・処理
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| 研究機関 | 福井工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
安丸 尚樹 福井工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90158006)
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| 研究分担者 |
宮崎 健創 京都大学, エネルギー理工学研究所, 教授 (50293957)
加藤 寛敬 福井工業高等専門学校, 機械工学科, 助教授 (30311020)
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| 研究期間 (年度) |
2002 – 2004
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| 研究課題ステータス |
完了 (2004年度)
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| 配分額 *注記 |
7,400千円 (直接経費: 7,400千円)
2004年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
2003年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
2002年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
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| キーワード | フェムト秒レーザー / アブレーション / セラミックス膜 / DLC / 固体潤滑膜 / 複合膜 / トライボロジー |
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| 研究概要 |
(1)フェムト秒レーザーによる硬質薄膜表面のナノ構造形成
硬質薄膜表面にフェムト秒レーザーをアブレーション閾値近傍の低フルーエンスで照射すると、照射面にレーザー波長の1/10〜1/5と非常に小さい微細な周期構造が形成されることを見出した。さらに、レーザーパルスの偏光特性、波長、フルーエンスを変化させ、これら周期構造のサイズと形状が制御可能なことを明らかにした。特に、波長267nmの紫外フェムト秒レーザーにより、約30nmサイズの周期構造が硬質薄膜表面に形成されることを実証し、ナノ構造と命名した。硬質薄膜上にナノ構造をサイズ・形状を制御して規則的に形成することが可能になれば、ナノテクノロジー分野でのトライボロジー特性を最適化するための表面設計技術として波及効果が期待できる。
(2)DLC-MoS_2系複合膜の開発とトライボロジー特性に与える微小溝の効果
DLC膜表面に機械的に円形溝を加工後、固体潤滑膜のMoS_2を数μm被覆する技術を開発した。ボール・オン・ディスク型摩擦摩耗試験機により、軸受鋼ボールに対し、溝加工により摩擦係数が0.16から0.09へとかなり低下することを見出した。この理由として、溝が油だめのようにMoS_2を保管する効果を示し、摩擦係数が低下したと考えられる。従って、溝の形状・サイズをフェムト秒レーザー加工で最適化することにより、さらにトライボロジー特性が向上することが期待される。
(3)フェムト秒レーザーによるナノ構造形成とトライボロジー特性に与える効果
フェムト秒レーザーを用いて、DLC膜表面にナノ構造を平面状に形成する技術を開発した。ナノ構造が平面状に形成されたDLC膜は、軸受鋼ボールに対してトライボロジー特性が向上することが判明した。
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