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機能性トライボ分子膜のナノ流動特性の計測および解析

研究課題

研究課題/領域番号 15760090
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関名古屋大学

研究代表者

張 賀東  名古屋大学, 情報科学研究科, 助手 (80345925)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2004年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2003年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワード光応用計測 / 顕微干渉法 / 位相シフト法 / 低コヒーレンス / 三次元画像計測 / ナノ分子膜 / PFPE / 表面流動
研究概要

トライボ分子膜の機能を定量的に解明するために,高い潤滑性能をもつフッ素系高分子液体(PFPE)を対象として,単層から数層までの分子膜が表面エネルギーの低い領域から高い領域へ流動するナノ流動現象に着目する.このようなトライボ分子潤滑膜のナノ表面流動現象を直接可視化するために,リニーク型マイケルソン顕微干渉法に位相シフト法を適用することによって干渉縞画像を位相画像に変換して,潤滑膜の表面形状を三次元画像として測定する方法を開発した.これまでに得られた結果を要約すると以下のとおりである.
(1)空間分解能を向上するために,測定面側と参照面側にそれぞれ対物レンズを配置したリニーク型顕微鏡を用いた.しかし,対物レンズ特性の差異によって,干渉縞の変形が生じ,測定誤差となる.このような縞変形は画面に固定されているために,ディスク表面上に存在するうねりや面粗さと等価と見なせる.そこで,あらかじめ縞変形の大きさを同定しておき,これを測定値から差し引く方法を導入した.これにより,測定精度の向上を実現した.
(2)観測された潤滑膜厚さから実際の厚さを換算するための較正曲線を定式化するとともに,磁気ディスクの前面反射を利用する場合には大幅に感度が低下するが,透明ディスクの背面反射を利用すれば,感度の低下がほとんど生じないディスク構造が存在することを見出した.
(3)測定感度が最も高くなる構造をもつ透明ディスクを作成し,それを用いた背面反射を利用し,厚さ約10nmの段差状潤滑膜の境界からの表面流動特性を実測した.その結果,エリプソメトリーを用いた測定結果と一致しており,本手法により潤滑膜の表面流動をナノメートルの精度で可視化できることを確認した.

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] Measurement of Thickness of Molecularly Thin Lubricant Film using Ellipsometric Microscopy2005

    • 著者名/発表者名
      K.Fukuzawa, T.Shimuta, A.Nakada, H.Zhang, Y.Mitsuya
    • 雑誌名

      IEEE Transaction on Magnectics 41・2

      ページ: 808-811

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Spreading Characteristics of Molecularly Lubricant Films on Surfaces with Lube Textures2005

    • 著者名/発表者名
      H.Zhang, Y.Mitsuya, M.Fukuoka K.Fukuzawa
    • 雑誌名

      SME Journal of Tribology 127・1

      ページ: 164-170

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] エリプソメトリー顕微鏡による潤滑分子膜の膜厚分布定量観測2004

    • 著者名/発表者名
      福澤健二, 志牟田太一, 中田旭, 張賀東, 三矢保永
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 70・700

      ページ: 3479-3483

    • NAID

      110006264174

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 白色光源を用いた差分型エリプソメトリー顕微鏡による磁気ディスク表面の超薄膜潤滑膜の可視化2004

    • 著者名/発表者名
      福澤健二, 中田旭, 張賀東, 三矢保永
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集(C編) 70・699

      ページ: 3138-3145

    • NAID

      110006264128

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] H.Zhang, Y.Mitsuya, M.Yamada: "Spreading Characteristics of Molecularly Thin Lubricant on Surfaces with Groove-Shaped Textures : Effects of Molecular Weight and End-Group Functionality"Transactions of the ASME, Journal of Tribology. 125・2. 350-357 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 三矢保永, 川本泰弘, 張賀東, 福澤健二: "透過型マイケルソン干渉を利用した浮動ヘッドスライダの浮上すきまの測定法(スライダ表面の多層膜干渉を考慮した精度向上)"日本機械学会論文集(C編). 69・683. 1805-1812 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 福澤健二, 川村淳, 出口貴則, 張賀東, 三矢保永: "マイクロ構造を用いた固体表面上の潤滑薄膜の分離圧の測定"トライボロジスト. 48・12. 1014-1021 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 張賀東, 三矢保永, 福岡夏子, 福澤健二: "化学的テクスチャ付き表面における単分子層潤滑膜の表面流動特性"トライボロジスト. 49・1. 92-101 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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