| 研究課題/領域番号 |
19K04162
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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 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
村上 敬 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (40344098)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | トライボロジー / ホウ化物 / 高温 / 放電プラズマ焼結 / 窒化ホウ素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年火力発電用タービンのシール材、自動車のターボチャージャーの軸受等の用途で、高
温で低摩擦・低摩耗を示す摺動材料が求められている。本研究では、高温でホウ化物と窒化物を摺動させた時、摺動面に低摩擦の六方晶窒化ホウ素（h-BN）薄膜が形成される機構を利用して、室温～1000℃で摩擦係数0.05以下かつ比摩耗量10-7mm3/Nm以下を示す摺動材料を開発する。またこのh-BN薄膜形成機構を利用して、高純度のh-BN薄膜を得るための摺動条件を明らかにし、得られる高純度h-BN薄膜の発光特性、欠陥、不純物の評価を行い、最終的に深紫外線発光素子材料として利用できる薄膜製造条件を明らかにする。
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| 研究成果の概要 |
近年高温用金型や火力発電の分野で、高温で低摩擦・低摩耗を示す材料が求められている。最近研究代表者は高硬度で低摩耗のMoBを大気中800℃～1000℃でSi3N4と摺動した時、低摩擦を示すことを明らかにしている。この低摩擦は摺動面上に低摩擦のh-BN、MoO3薄膜が形成されたためであると考えている。本研究では室温～1000℃でh-BNを利用した低摩擦低摩耗の硬質材料を開発しながら、高純度のh-BN被膜形成技術の開発を行い、ReB2が室温と800℃～1000℃で低摩擦を示すこと、SiB6やB4CとSi3N4の組み合わせを1500℃で保持すると高純度のh-BN被膜を形成できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来より高温用金型や火力発電、自動車、航空機などの業界で大気中室温～1000℃で連続して低摩擦・低摩耗を示す材料が求められてきているが、現在のところそのような材料は開発されていない。また六方晶窒化ホウ素は半導体であるため、深紫外線発光素子材料等への応用も期待されているが、現在の製造方法である気相合成法は毒劇物を使用するため環境負荷が大きい欠点がある。本研究で得られた低摩擦・低摩耗材料や六方晶窒化ホウ素の作製方法がさらに発展し、工業的に利用されるようになれば、そのインパクトは非常に大きいのではと考えている。
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