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各種摩擦表面状態に対するハロゲンフリーイオン液体の潤滑メカニズムに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J05958
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関東京理科大学

研究代表者

川田 将平  東京理科大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワードトライボロジー / イオン液体 / 潤滑 / 新生面 / 熱安定性 / 飛行時間型二次イオン質量分析 / 超低摩擦 / 摩擦分解 / 摩擦制御
研究実績の概要

2017年度は、博士課程3年計画最後の年度となり、研究の推進とともに今までのデータをまとめ博士論文を作製および論文の投稿を行った。
本研究の目的は、従来潤滑剤として研究されているハロゲン系イオン液体による摩擦材料の腐食現象を抑制するため、ハロゲンフリーイオン液体の応用を目指している。一つ目に着目したイオン液体として、硫黄やリンを含むイオン液体は摩擦面に反応膜を形成し、摩擦の低減および摩耗の抑制を発現した。これらは、従来のハロゲン系イオン液体よりも高い潤滑特性を示していた。次に着目したイオン液体は、水素、ホウ素、炭素、窒素から構成されるシアノ系イオン液体であり、摩擦面でカチオンが分解し、アニオンが吸着することで摩擦低減効果を発揮することがわかった。しかしながら、この摩擦係数は従来のハロゲン系イオン液体と比較するとやや高く、さらなる摩擦低減が必要とされる。
2017年度では摩擦材料を変更することにより、シアノ系イオン液体と摩擦面の相互作用が変化し、さらなる摩擦低減校歌が発現することがわかった。
これらの成果を基に、2017年度はトライボロジー分野における国際的な論文誌に5本の英語論文がアクセプトされた。また、これらの結果から、新たなイオン液体の化学構造の指針が得られたと考えられる。
今後の研究においては、今まで得られたデータから、摩擦面に存在するイオンが重要であることから、摩擦面に電位を与えることにより、イオン液体の吸着特性を制御し摩擦特性の調査を行う予定である。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 3件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Lubricating mechanism of cyano-based ionic liquids on nascent steel surface2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, S. Watanabe, C. Tadokoro, R. Tsuboi, and S. Sasaki
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 119 ページ: 474-480

    • DOI

      10.1016/j.triboint.2017.11.019

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effects of Alkyl Chain Length of Sulfate and Phosphate Anion?Based Ionic Liquids on Tribochemical Reactions2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada S. Watanabe C. Tadokoro S. Sasaki
    • 雑誌名

      Tribology Letters

      巻: 12 号: 1

    • DOI

      10.1007/s11249-017-0962-1

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tribological Properties of Cyano-Based Ionic Liquids under Different Environments2018

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, and S. Sasaki
    • 雑誌名

      Tribology Online

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lubrication Mechanism of Halogen-Free Ionic Liquids2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada S. Watanabe R. Tsuboi S. Sasaki B. Prakash
    • 雑誌名

      Tribology Online

      巻: 12 号: 4 ページ: 155-161

    • DOI

      10.2474/trol.12.155

    • NAID

      130005990885

    • ISSN
      1881-218X, 1881-2198
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Lubricating property of cyano-based ionic liquids against hard materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada K. Sato S. Watanabe S. Sasaki
    • 雑誌名

      Tribology International

      巻: 31 号: 12 ページ: 5745-5750

    • DOI

      10.1007/s12206-017-1116-y

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Tribochemical Reaction of Ionic Liquids as Lubricants on Steel Sliding Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada, Yusuke Ichise, Seiya Watanabe, Chiharu Tadokoro, Shinya Sasaki
    • 雑誌名

      Surfactans in Tribology Volume 5

      巻: 5

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Tribological Performance of Halogen-Free Ionic Liquids in Steel and DLC Contacts2016

    • 著者名/発表者名
      H. Okubo S. Kawada S. Watanabe S. Sasaki
    • 雑誌名

      Tribology Transactions

      巻: - 号: 1 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1080/10402004.2016.1272731

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Lubricating property of cyanobased ionic liquids against tetrahedral amorphous carbon film2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada,S. Watanabe,Y. Hirata,and S. Sasaki
    • 学会等名
      6th European Conference on Tribology (Ecotrib 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tribological Property of Cyano-based Ionic Liquids under Various Environment2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, S. Watanabe, and S. Sasaki
    • 学会等名
      The 6th World Tribology Congress (WTC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tribo-chemistry of Cyano-based Ionic Liquids on Sliding Surface2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, K. Sato, H. Okubo, S. Watanabe and S. Sasaki
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Surface Science (ISSS-8)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of water on interfacial structure of room-temperature ionic liquids2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, E. Kodama, K. Sato, H. Okubo, and S. Sasaki
    • 学会等名
      11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devises’17 (ALC’17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シアノ系イオン液体の潤滑特性向上に関する研究”2017

    • 著者名/発表者名
      川田将平、渡部誠也、佐々木信也
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2017 春
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Lubricating Mechanism of Cyano-based Ionic Liquids on various Sliding Materials2017

    • 著者名/発表者名
      S. Kawada, H. Okubo, S. Watanabe, and S. Sasaki
    • 学会等名
      サステイナブルトライボロジー会議2017奄美大島
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シアノ系イオン液体のta-C DLCに対する低摩擦発現メカニズムの調査2017

    • 著者名/発表者名
      川田将平、佐藤佳介、大久保光、佐々木信也
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2017 秋 高松
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ハロゲンフリーイオン液体の潤滑特性に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      川田将平、佐々木信也
    • 学会等名
      第8回イオン液体討論会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] シアノ系アニオンを有するイオン液体の摩擦特性および摩擦分解挙動2016

    • 著者名/発表者名
      川田 将平,渡部 誠也,佐々木 信也
    • 学会等名
      第36回表面科学学術講演大会
    • 発表場所
      愛知
    • 年月日
      2016-11-29
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体の潤滑剤適用への取り組み2016

    • 著者名/発表者名
      川田 将平,渡部 誠也,佐々木 信也
    • 学会等名
      サステイナブルトライボロジー会議2016奄美大島
    • 発表場所
      奄美大島
    • 年月日
      2016-10-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体の潤滑特性および摩擦面での反応について2016

    • 著者名/発表者名
      川田 将平,渡部 誠也,佐々木 信也
    • 学会等名
      第7回イオン液体討論会
    • 発表場所
      金沢
    • 年月日
      2016-10-24
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ta-C膜に対するシアノ系イオン液体の潤滑メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      川田 将平,渡部 誠也,佐々木 信也
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2016 秋 新潟
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Sliding Materials on Lubricity of Halogen-free Ionic Liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada, Seiya Watanabe, Chiharu Tadokoro, and Shinya Sasaki
    • 学会等名
      APCFS 2016
    • 発表場所
      富山
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Relationship between tribo-decomposition and friction property of cyano-based ionic liquids2016

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada, Seiya Watanabe, Shinya Sasaki
    • 学会等名
      7th Australian Symposium on Ionic Liquids
    • 発表場所
      Newcastle, Australia
    • 年月日
      2016-05-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 非フッ素系無機酸を有するイオン液体の摩擦分解および摩擦特性の評価2016

    • 著者名/発表者名
      川田 将平,渡部 誠也,佐々木 信也
    • 学会等名
      第16回 日本機械学会 機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      福井
    • 年月日
      2016-04-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体の金属摩擦面での反応について2015

    • 著者名/発表者名
      川田 将平
    • 学会等名
      第35回表面科学学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-12-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Tribochemical Reaction of Halogen-free Ionic Liquids including Sulfur or Phosphorus2015

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada
    • 学会等名
      International Tribology Conference 2015
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tribologial Properties of Halogen-free Ionic Liquids2015

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada
    • 学会等名
      International Tribology Conference 2015
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lubricity of Halogen-free Ionic Liquids2015

    • 著者名/発表者名
      Shouhei Kawada
    • 学会等名
      Ecotrib 2015
    • 発表場所
      ルガーノ、スイス
    • 年月日
      2015-06-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ハロゲンフリーイオン液体の分解および摩擦特性2015

    • 著者名/発表者名
      川田 将平
    • 学会等名
      トライボロジー会議 2015 春 姫路
    • 発表場所
      姫路商工会議場
    • 年月日
      2015-05-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 東京理科大学 佐々木研究室

    • URL

      http://www.rs.tus.ac.jp/tribolab/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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