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MEMSのための機能性表面の創成法の開発と評価

研究課題

研究課題/領域番号 16360066
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 生産工学・加工学
研究機関名古屋大学

研究代表者

梅原 徳次  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (70203586)

研究分担者 上坂 裕之  名古屋大学, 大学院工学研究科, 講師 (90362318)
冨田 博嗣  オイレス工業(株), 中央研究所, 主任研究員
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
14,900千円 (直接経費: 14,900千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2005年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
2004年度: 8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
キーワード機能性表面 / 摩擦 / パターニング / プラズマ / イオンビーム / CNx / バターニング / MEMS / 低摩擦 / 耐摩耗
研究概要

本研究ではMEMSの摺道面及び接触面の高機能化のために、超低摩擦・耐摩耗・低跳躍スライダーのための機能性表面の創成及び評価技術開発を行うことを目的とし,以下の3項目に関して研究を行った。
(1)超低摩擦・耐摩耗特性を付与するために、研究分担者が発明した「表面波励起マイクロ波プラズマ」を用いたカーボン系硬質膜の成膜を行い、研究代表者が発見したCNx膜の窒素中超低摩擦現象(μ<0.001)が発現するスライダーの機能性付与技術の開発を試みた.その結果,金属円筒面に均一かつ高速でDLC膜を創成する方法として,被成膜基板となるパイプ内面に管状の石英アンテナを挿入し,表面波励起高密度プラズマ柱を生成し,DLCのCVDコーティングを行った.その結果,膜硬度が21GPa程度のDLC膜を長さ100mmの円筒内において膜厚の偏差を+-14%内にすることができた,特に基板表面温度制御が膜硬度の制御に重要であることが示された.
(2)低跳躍スライダーの開発のために、研究代表者により発明されたイオンビームによるnmスケールの微小突起の創成法を用い、接触時の跳躍高さを減少させる機能性付与技術の開発を試みた.具体的には,ポリマー材料においてもイオンビームとプラズマの照射によりnmスケールの微小突起の創成が可能であることが確認された.また,マイクロパターニングされたスライダーの摩擦特性を詳細に調べ,摩擦特性の速度依存性を減少させることが可能であることを明らかにした.
(3)機能性表面のμmスケールの局所表面エネルギー分布を、研究代表者により発明された微小液敵の接触角による手法原理に基づき、実際に評価する手法開発を試みた,具体的には,多相合金やマイクロ加工された表面の表面エネルギー評価を行い,局所領域の表面エネルギーが合金相や赤加工法により大きく影響を受けることを実証した.

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

    (8件)

すべて 2006 2005

すべて 雑誌論文 (8件)

  • [雑誌論文] 表面波励起プラズマによる金属円筒内面への高速ダイヤモンドライクカーボン成膜2006

    • 著者名/発表者名
      岸根 翔, 上坂裕之, 梅原徳次
    • 雑誌名

      プラズマ応用科学 14・12

      ページ: 73-79

    • NAID

      40015409512

    • 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] High-speed Deposition of Diamond-Like Carbon on the Inner Wall of Metal Pipe by Using Surface Wave-Excited Plasma2006

    • 著者名/発表者名
      Sho Kishine, Hiroyuki Kousaka, Noritsugu Umehara
    • 雑誌名

      Journal of Institute of Applied Plasma Science Vol.14, No.12

      ページ: 73-80

    • NAID

      40015409512

    • 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] 表面波励起プラズマによる金属円筒内面への高速ダイヤモンドライクカーボン成膜2006

    • 著者名/発表者名
      岸根 翔, 上坂裕之, 梅原徳次
    • 雑誌名

      プラズマ応用科学 14/12

      ページ: 73-79

    • NAID

      40015409512

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] CNx膜の摩擦特性に及ぼす雰囲気ガスの影響と超低摩擦実現のための酸素濃度限界2005

    • 著者名/発表者名
      野老山貴行, 中村隆, 梅原徳次, 冨田博嗣, 竹之下雪徳
    • 雑誌名

      トライボロジスト 50・9

      ページ: 683-689

    • NAID

      40006920277

    • 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] Microwave-Excited High-Density Plasma Column Sustained along Metal Rod at Negative Voltage2005

    • 著者名/発表者名
      H.Kousaka, K.Ono, N.Umehara, J.Xu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics 44・36

    • NAID

      130004766234

    • 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 2005 実績報告書
  • [雑誌論文] The Effect of Environmental Gas on Friction Coefficient of CNx Coatings and Maximum Concentration of O2 for the Realization of Ultra-Low Friction2005

    • 著者名/発表者名
      Tokoroyama Takayuki, Takashi Nakamura, Noritsugu Umehara, Hirotsugu Tomita, Yukinori Takenoshita
    • 雑誌名

      Journal of Japanese Society of Tribologist Vol.50, No.9

      ページ: 683-689

    • 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] Microwave-Excited High-Density Plasma Column Sustained along Metal Rod at Negative Voltage2005

    • 著者名/発表者名
      Horoyuki Kousaka, Noritsugu Umehara, Kouichi Ono, Junqi Xu
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics Vol. 44, No. 36

    • NAID

      130004766234

    • 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] CNx膜の摩擦特性に及ぼす雰囲気ガスの影響と超低摩擦実現のための酸素濃度限界2005

    • 著者名/発表者名
      野老山貴行, 中村隆, 梅原徳次, 冨田博嗣, 竹之下雪徳
    • 雑誌名

      トライボロジスト 50/9

      ページ: 683-689

    • NAID

      40006920277

    • 関連する報告書
      2005 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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