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環境質制御トライボテスターの試作とフェムト秒レーザー加工硬質膜のトライボ特性評価

研究課題

研究課題/領域番号 16360059
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関福井工業高等専門学校

研究代表者

駒井 謙治郎  福井工業高等専門学校, 校長 (70025948)

研究分担者 安丸 尚樹  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (90158006)
加藤 寛敬  福井工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (30311020)
粉川 良平  島津製作所, 分析計測事業部, プロダクトマネージャー
研究期間 (年度) 2004 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
15,200千円 (直接経費: 15,200千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
2004年度: 10,300千円 (直接経費: 10,300千円)
キーワードフェムト秒レーザー / アブレーション / 硬質薄膜 / DLC / ナノ構造 / 走査型プローブ顕微鏡 / トライボロジー特性 / トライポロジー特性
研究概要

<ナノ構造の大面積加工技術の開発>
1)レーザーの直線状の走査を、照射スポット径の半分ずつ平行にずらしながら繰り返すことにより、15×15mm^2の面積で平面状に均一なナノ構造を形成する技術を開発した。DLC薄膜に関しては、同条件で表面層が均一なGC(ガラス状炭素)に改質される。さらに、一定間隔空けながら直交させて行う網目状照射の技術を開発した。
<ナノ加工されたDLC薄膜のトライボロジー特性(I)実荷重領域>
2)平面状照射によりナノ構造が形成されたDLC薄膜の摩擦係数は、相手材が軸受鋼の時は減少する傾向を示し、超硬ボールの時は変化が少ない。
3)平面状照射でナノ構造を形成されたDLC薄膜上にMoS_2薄膜を被覆することにより、DLC薄膜の摩擦係数が大幅に低下した。WC-Coボールに対しては0.02〜0.04の極めて低い摩擦係数を示す。
4)網目状照射によりナノ構造を形成したDLC薄膜は,表面の起伏がほとんど変化しない状態で照射領域の摩擦係数が大幅に増加する.
5)これらの成果は、自動車産業等の実荷重領域において、ナノ加工技術により摩擦係数が広範囲に制御でき、さらに局部的に摩擦係数の異なる領域を作製することが可能であることを示している。
<ナノ加工されたDLC薄膜のトライボロジー特性(II)微小荷重領域>
6)ナノ加工後のDLC薄膜の微小荷重領域(100〜2000μN)での摩擦係数は、レーザーの照射強度と共に増加する傾向を示すが、レーザー照射により照射部表面が軟化し測定用ダイヤモンドチップ(先端半径1μm)がめり込むことによるチップ側面の影響を考慮する必要があることなどの課題が判明した。

報告書

(4件)
  • 2006 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2007 2006 2005 2004

すべて 雑誌論文 (29件)

  • [雑誌論文] Tribological Properties of Diamond-Like Carbon Films with Surface Nano-Structure Formed by Femtosecond Laser Pulses2007

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi, K.Komai
    • 雑誌名

      J. of Laser Micro/Nanoengineering (to be published)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tribofilm Formation and Mild Wear by Tribo-Sintering of Nanometer-Sized Oxide Particles on Rubbing Steel Surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kato, K.Komai
    • 雑誌名

      Wear Vol. 262

      ページ: 36-41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tribofilm Formation and Mild Wear by Tribo-Sintering of Nanometer-Sized Oxide Particles on Rubbing Steel Surfaces2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kato, K.Komai
    • 雑誌名

      Wear Vol.262

      ページ: 36-41

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tribofilm Formation and Mild Wear by Tribo-Sintering of Nanometer-Sized Oxide Particles on Rubbing Steel Surgfaces2007

    • 著者名/発表者名
      H.Kato, K.Komai
    • 雑誌名

      Wear Vol.262

      ページ: 36-41

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 硬質薄膜のフェムト秒レーザープロセシングとトライボロジー特性2006

    • 著者名/発表者名
      駒井謙治郎, 安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 (1)

      ページ: 531-532

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wear of Tribofilms Produced by Tribo-Sintering of Nanometer-Sized Particles on Rubbing Surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kato, K.Komai
    • 雑誌名

      Proc. of Asiatrib 2006

      ページ: 841-842

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによる硬質薄膜の微細加工2006

    • 著者名/発表者名
      安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介, 駒井謙治郎
    • 雑誌名

      第3回マイクロマテリアルシンポジウム講演論文集

      ページ: 45-49

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書 2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー加工DLC薄膜のトライボロジー特性2006

    • 著者名/発表者名
      駒井謙治郎, 山口光弘, 安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      日本材料学会2006年度年次大会講演論文集 (1)

      ページ: 417-418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Femtosecond Laser Processing of Hard Thin Films and Control of Tribological Characteristics2006

    • 著者名/発表者名
      K.Komai, N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Proceed. of the Mechanical Engineering Congress, 2006 Japan (MECJ-06) Vol.1

      ページ: 531-532

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Wear of Tribofilms Produced by Tribo-Sintering of Nanometer-Sized Particles on Rubbing Surfaces2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kato, K.Komai
    • 雑誌名

      Proceed. of Asiatrib 2006

      ページ: 841-842

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Microstructuring of Hard Thin Films with Femtosecond Laser Pulses2006

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi, K.Komai
    • 雑誌名

      Proceed. of The 3^<rd> Symposium on Micromaterials

      ページ: 45-49

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tribology of DLC Films Formed by Femtosecond Laser Pulses2006

    • 著者名/発表者名
      K.Komai, M.Yamaguchi, N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Proceed. of the Annual Congress for The Society of Materials Science, 2006 Japan Vol.1

      ページ: 417-418

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Tribological Properties of Diamond-Like Carbon Films with Surface Nano-Structure Formed by Femtosecond Laser Pulses2006

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi, K.Komai
    • 雑誌名

      Proceed. of the International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP2006) #WeP20

      ページ: 1-4

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 硬質薄膜のフェムト秒レーザープロセシングとトライボロジー特性2006

    • 著者名/発表者名
      駒井謙治郎, 安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集(1)

      ページ: 531-532

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザー加工DLC薄膜のトライボロジー特性2006

    • 著者名/発表者名
      駒井謙治郎, 山口光弘, 安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      日本材料学会2006年度年次大会講演論文集(1)

      ページ: 417-418

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによりナノ構造が形成されたDLC薄膜のトライボロジー特性2006

    • 著者名/発表者名
      山口光弘, 安丸尚樹, 駒井謙治郎, 宮崎健創, 木内 淳介
    • 雑誌名

      日本機械学会北陸信越学生会第35回学生員卒業研究発表講演会

      ページ: 187-188

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluence dependence on femtosecond-laser-induced nanostructure formed on TiN and CrN2005

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Appl.Phys.A Vol.81

      ページ: 933-937

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] フェムト秒レーザーによるナノ加工と次世代トライボロジー制御技術2005

    • 著者名/発表者名
      安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      福井県地域結集型共同研究事業最終成果発表会

      ページ: 13-14

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 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と制御2005

    • 著者名/発表者名
      安丸尚樹, 宮崎健創, 木内淳介
    • 雑誌名

      レーザー研究(レーザー解説小特集号「フェムト秒レーザーによるナノアブレーション」) 33巻・8号

      ページ: 519-524

    • NAID

      10029621797

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluence dependence on femtosecond-laser-induced nanostructure formed on TiN and CrN2005

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Applied Physics A ; Materials Science & Processing 81巻

      ページ: 933-937

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of Tribofilms and Mild Wear by Tribo-Sintering of Nanoparticles on Rubbing Surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kato
    • 雑誌名

      Synopses of Int.Tribology Conf.

      ページ: 63-63

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 硬質薄膜のフェムト秒レーザープロセシング2005

    • 著者名/発表者名
      松村浩司, 安丸尚樹, 駒井謙治郎, 宮崎健創
    • 雑誌名

      日本機械学会北陸信越学生会第34回学生員卒業研究発表講演会

      ページ: 39-40

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Fluence dependence on femtosecond-laser-induced nanostructure formed on TiN and CrN2005

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Applied Physics A ; Materials Science & Processing (印刷中)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Production of tribofilms and mild wear by tribo-sintering of nanoparticles on rubbing surfaces2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kato
    • 雑誌名

      International Tribology Conference, Kobe, 2005

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Glassy carbon layer formed in diamond-like carbon films with femtosecond laser pulses2004

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuch
    • 雑誌名

      Appl.Phys.A Vol.78

      ページ: 425-427

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of water absorption on the pull-out behavior of aramid/epoxy model composite2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, K.Minoshima, W.Grela, K.Komai
    • 雑誌名

      Proceed. of the 12th International Conf. on Experimental Mechanics (ICEM12)

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2006 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Influence of water absorption on the pull-out behavior of aramid/epoxy model composite2004

    • 著者名/発表者名
      K.Tanaka, K.Minoshima, W.Grela, K.Komai
    • 雑誌名

      Proced.of the 12^<th> International Conf.on Experimental Mechanics

      ページ: 89-90

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Glassy carbon layer formed in diamond-like carbon films with femtosecond laser pulses2004

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi
    • 雑誌名

      Applied Physics A ; Materials Science & Processing 78

      ページ: 425-427

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nanoscale modification of DLC film surfaces with femtosecond laser pulses2004

    • 著者名/発表者名
      N.Yasumaru, K.Miyazaki, J.Kiuchi, H.Magara
    • 雑誌名

      Proceedings of SPIE 5662

      ページ: 755-759

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書

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公開日: 2004-04-01   更新日: 2016-04-21  

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