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DLC膜の表面エネルギーが潤滑油形成能に及ぼす影響とそのトライボロジー特性の把握

研究課題

研究課題/領域番号 18560144
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
研究機関同志社大学

研究代表者

松岡 敬  同志社大学, 工学部, 教授 (80173813)

研究分担者 平山 朋子  同志社大学, 工学部, 専任講師 (00340505)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,410千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 210千円)
2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードトライボロジー / 潤滑油 / 中性子反射率法 / 固液界面 / 構造解析 / DLC被膜 / 表面エネルギー / 摩擦特性 / 中性子線 / 反射率法 / 最表面 / DLC膜
研究概要

潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑剤の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす。ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す。しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多く為されている。また,境界流体潤滑条件下での摩擦特性に関与するだけでなく,近年,流体潤滑条件下において潤滑剤と表面の間に速度差(すなわち,固体表面における流体のスリップ)が観察されるなど,表面近傍での潤滑剤の挙動はトライボ特性の把握に極めて重要である。しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない。そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした。対象として,表面エネルギーの異なるDLC膜を用意し,中性子反射率法を用いて水およびイソプロパノールとの界面の構造解析を行ったところ,以下の結論が得られた。
(1)DLC膜表面に形成されたO_2プラズマ処理層の厚みは15nmであった。
(2)DLC膜/水界面の構造解析により,親水DLC膜表面では水は15nmの深さまで浸透しており,撥水DLC表面では3nmの厚みの「低密度水層」を形成していることが分かった。
(3)DLC膜/イソプロパノール界面の構造解析により,親水および標準DLC膜に対してイソプロパノールは約10nmの深さまで浸透していることが分かった。
(4)液体が浸透している界面の摩擦係数は低く,液体が低密度層を形成している界面の摩擦係数は高かった。これより,潤滑下での摩擦特性は,物質/潤滑剤の界面構造に敏感に影響を受けることが示唆された。

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (16件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Density of Lubricant near Surfaces Having Various Wettabilities Insitu Measured by Neutron Reflectometry2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Tomoki Uno, Takashi Torii, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino, Naoya Torikai
    • 雑誌名

      Proc.of 63rd Annual meeting & Exhibition STLE 2008 Cleveland (2008) 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Density of Lubricant near Surfaces Having Various Wettabilities In-situ Measured by Neutron Reflectometry2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Tomoki Uno, Takashi Torii, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino, Naoya Torikai
    • 雑誌名

      Proc. of 63rd Annual meeting & Exhibition STLE 2008 Cleveland

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] スクラッチ試験と180度曲げ試験を用いたDLC膜の密着性評価法の提案2007

    • 著者名/発表者名
      中村 守正, 三浦 健一, 松岡 敬, 平山 朋子
    • 雑誌名

      材料 56,7

      ページ: 667-674

    • NAID

      130002085865

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] RFプラズマCVD法を用いてPPS上に形成したDLC膜の機械的特性2007

    • 著者名/発表者名
      本多 統, 中村 守正, 松岡 敬, 平山 朋子
    • 雑誌名

      同志社大学理工学研究報告 48,3

      ページ: 127-133

    • NAID

      110006493366

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 中性子反射率法による物質最表面近傍における潤滑剤の密度測定(第1報 異なる表面エネルギーを有するDLC膜と水の場合)2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 宇野 共生, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 雑誌名

      トライボロジスト 52,12

      ページ: 896-903

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Density Near Surface of DLC Films Having Various Surface Energies Measured by Neutron Reflectometry2007

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Tomoki Uno, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Synopsis of 34th Leeds-Lyon Symp.on Tribology 1

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heat Resistance of Silicone-Doped DLC Films Deposited by PBIID2007

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Nakai, Syungo Kiyota, Takashi Matsuoka, Tomoko Hirayama, Makoto Asano, Yasuhiro Miki
    • 雑誌名

      Proc.of Malaysia-Japan International Symposium on Advanced Technology 2007 (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Density Near Surface of DLC Films Having Various Surface Energies Measured by Neutron Reflectometry2007

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Tomoki Uno, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Synopsis of 34th Leeds-Lyon Symp. on Tribology

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Heat Resistance of Silicone-Doped DLC Films Deposited by PBIID2007

    • 著者名/発表者名
      Kimiko Nakai, Syungo Kiyota, Takashi Matsuoka, Tomoko Hirayama, Makoto Asano, Yasuhiro Miki
    • 雑誌名

      Proc. of Malaysia-Japan International Symposium on Advanced Technology 2007 (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 中性子反射率法による物質最表面近傍における潤滑剤の密度測定(第1報異なる表面エネルギーを有するDLC膜と水の場合)2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 宇野 共生, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 雑誌名

      トライボロジスト 52,12

      ページ: 869-903

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Water Density Near Surface of DLC Films Having Various Surface Energies Measured by Neutron Reflectometry2007

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Tomoki Uno, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Synopsis of 34th Leeds-LyonSymp. on Tribology (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of surface roughness at the interface by neutron reflectometry2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Inoue, Tomoko Hirayama, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Physica B:Condensed Matter 285-286

      ページ: 659-662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Thickness of Thin Lubrication Film at Solid-Solid Interface by Neutron Reflectometory2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoki UNO, Tomoko HIRAYAMA, Takashi MATSUOKA, Kazuko INOUE, Toru EBISAWA, Seiji TASAKI, Masahiro HINO, Naoya TORIKAI
    • 雑誌名

      Proc.of Austrib'06 (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Observation of surface roughness at the interface by neutron reflectometry2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Inoue, Tomoko Hirayama, Toni Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Physica B : Condensed Matter 285-286

      ページ: 659-662

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of Thickness of Thin Lubrication Film at Solid-Solid Interface by Neutron Reflectometory2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoki UNO, Tomoko HIRAYAMA, Takashi MATSUOKA, Kazuko INOUE, Toru EBISAWA, Seiji TASAKI, Masahiro HINO, Naoya TORIKAI
    • 雑誌名

      Proc. of Austrib'06 (CD-ROM)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Measurement of Thickness of Thin Lubricant Film at Solid-Solid Interface by Neutron Reflectometry2006

    • 著者名/発表者名
      Tomoki Uno, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino, Naoya Torikai
    • 雑誌名

      Proc. of Austrib' 06 (2006) (CD-ROM)

      ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Observation of surface roughness at the interface by neutron reflectometory2006

    • 著者名/発表者名
      Kazuko Inoue, Tomoko Hirayama, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino
    • 雑誌名

      Physica B : Condensed Matter 385-386

      ページ: 659-662

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Microscopic Observation of Lubrication Phenomena and Its Application to Bearing Technology2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama
    • 学会等名
      Lubrication Association
    • 発表場所
      Kyusyu University
    • 年月日
      2008-07-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法によるDLC膜/潤滑剤界面のナノ構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 鳥居 誉司, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 学会等名
      日本機械学会IIP2008 情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス
    • 年月日
      2008-03-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Nano Structure Analysis of Solid-Liquid Interface Using Neutron Reflectometry2008

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Hirayama, Takashi Torii, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Toru Ebisawa, Seiji Tasaki, Masahiro Hino, Naoya Torikai
    • 学会等名
      11th Tribochemistry Conference
    • 発表場所
      Doshisha University
    • 年月日
      2008-03-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法によるDLC膜/潤滑剤界面のナノ構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 鳥居 誉司, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 学会等名
      日本機械学会IIP2008情報・知能・精密機器部門講演会講演論文集
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス
    • 年月日
      2008-03-18
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 中性子反射率法による物質/潤滑剤界面のナノ構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 鳥居 誉司, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 学会等名
      第11回トライボケミストリー討論会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      2008-03-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法を用いた固液界面の構造解析-トライボロジー分野への応用可能性-2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      茨城県中性子利用促進研究会「界面科学研究会」平成19年度第2回公開研究会
    • 発表場所
      三菱総研
    • 年月日
      2008-02-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による物質/潤滑油固液界面のナノ構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      第9回 分子シミュレーションのトライボロジーへの応用研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-02-02
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による物質/潤滑油固液界面のナノ構造解析2008

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      第9回分子シミュレーションのトライボロジーへの応用研究会
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2008-02-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 中性子反射率法によるDLC膜/水界面の構造解析2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 宇野 共生, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 沢徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 学会等名
      第45回同志社大学理工研研究発表会
    • 発表場所
      けいはんなプラザ
    • 年月日
      2007-12-07
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による物質/潤滑剤界面の構造解析-トライボロジー分野における産業応用の可能性2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子, 宇野 共生, 鳥居 誉司, 松岡 敬, 井上 和子
    • 学会等名
      中性子科学会年会2007
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2007-11-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 潤滑現象の微視的観察と高精度軸受技術への応用2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      第223回トライボロジー懇談会
    • 発表場所
      九州大学
    • 年月日
      2007-07-28
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による物質最表面近傍における潤滑油の濃度測定(第1報:異なる表面エネルギーを有するDLCと水の場合)2007

    • 著者名/発表者名
      宇野 共生, 平山 朋子, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 沢徹, 田崎 誠司, 日野 正裕
    • 学会等名
      トライボロジー会議2007春東京
    • 発表場所
      代々木青少年記念会館
    • 年月日
      2007-05-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による固体最表面近傍における水の濃度測定2007

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      北大LSWシンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2007-03-26
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Observation of Metal-Metal Interface Using Neutron Reflectometry2007

    • 著者名/発表者名
      T. Uno, T. Hirayama, T. Matsuoka, K. Inoue, T. Ebisawa, S. Tasaki, M. Hino, N. Torikai
    • 学会等名
      Technical Conference of KURRI
    • 発表場所
      Kyoto University Reactor Research Institute
    • 年月日
      2007-02-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 中性子反射率法による金属-金属界面および親水性・撥水性薄膜表面の観察2007

    • 著者名/発表者名
      宇野 共生, 平山 朋子, 松岡 敬, 井上 和子, 海老 澤徹, 田崎 誠司, 日野 正裕, 鳥飼 直也
    • 学会等名
      第41回京都大学原子炉実験所学術講演会報文集
    • 発表場所
      京都大学原子炉研究所
    • 年月日
      2007-01-21
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] トライボロジー(摩擦,摩耗,潤滑学)入門2006

    • 著者名/発表者名
      平山 朋子
    • 学会等名
      平成18年度 東大阪市ものづくり開発研究会
    • 発表場所
      東大阪市立産業技術支援センター
    • 年月日
      2006-10-27
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [図書] 無機材料の表面処理・改質技術と将来展望2007

    • 著者名/発表者名
      監修:上條 栄治, 鈴木 義彦, 藤沢 章(平山 朋子分担執筆)
    • 総ページ数
      379
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [備考] 「研究成果報告書概要(和文)」より

    • URL

      http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/

    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [備考]

    • URL

      http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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