| 研究課題/領域番号 |
19K04161
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18040:機械要素およびトライボロジー関連
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| 研究機関 | 宇部工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
後藤 実 宇部工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (00435455)
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| 研究分担者 |
仙波 伸也 宇部工業高等専門学校, 電気工学科, 教授 (40342555)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | トライボロジー / ナノ複合膜 / 金 / 銀 / 銅 / 複合ターゲット / 摩擦界面温度 / センサ素子 / ナノコンポジット |
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| 研究開始時の研究の概要 |
機械摺動部の真実接触部の摩擦界面温度を直接計測可能な高い耐摩耗性と感度を兼備した温度センサ素子がないため、優れた電気伝導性・自己潤滑性を示す軟質金属（SMe：Au、Ag、Cu）と高い耐摩耗性を持つDLCをナノ構造複合化したSMe/DLCナノコンポジット膜（SMe-DLC）の構造最適化を図ることで、二つの素材が持つ高い自己潤滑性のシナジー効果によって高耐久性in-situ摩擦界面薄膜温度センサ素子を創製する。そのため、SMe-DLCの組成・ナノ構造と抵抗率の温度依存性および摩擦・摩耗特性の関係を明らかにし、SMe-DLCの温度センサ機能と摩擦・摩耗特性を最適化すると共に、その評価法を確立する。
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| 研究成果の概要 |
金（Au）、銀（Ag）、銅（Cu）の軟質金属（SMe）とダイヤモンドライクカーボン（DLC）の組成比を広範囲に制御した複合膜（SMe-DLC）が調製可能な成膜法を確立し、SMeの膜中濃度と膜の構造および機械的性質の関係を調査し、摩擦・摩耗特性との関係を明らかにした。その結果、膜中のSMe含有量を変化させることで大気中における摩擦・摩耗特性と電気的性質を最適化させうることを明らかにした。
透過電子顕微鏡（TEM）を用いて膜厚1μm未満のSMe-DLCのによる摩耗量の定量評価を行う方法を提案し、温度変化に対する電気特性評価を行うための４端子プローブ型比抵抗測定装置を製作した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
SMe-DLCの組成・ナノ構造と抵抗率の温度依存性および摩擦・摩耗特性の関係を明らかにし、SMe-DLCの温度センサ機能と摩擦・摩耗特性を最適化すると共に、その評価法を確立する。トライボロジーとデバイス工学を融合した本研究課題の推進により、実働機械の複雑な運転状態における摩擦過程をリアルタイムで最適化し、機械摺動部の摩擦によるエネルギー損失を最小化するためのトライボロジーシステム設計技術の確立に資する。
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