| 研究課題/領域番号 |
20H02057
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 兵庫県立大学 |
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研究代表者 |
木之下 博 兵庫県立大学, 工学研究科, 教授 (50362760)
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| 研究分担者 |
松本 直浩 兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (80843987)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2022年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2020年度: 12,220千円 (直接経費: 9,400千円、間接経費: 2,820千円)
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| キーワード | 摩擦界面 / その場観察 / SEM / 酸化グラフェン / 摩擦界面観察 / 走査電子顕微鏡 / 潤滑油 / 添加剤 / トライボロジー / MoDTC / 界面観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
潤滑液体中のナノ材料および添加剤による摩擦現象は，多数の要因が絡み非常に複雑，未解明な現象が数多く存在する．適切な摩擦界面のその場観察手段が無かったのが研究を遅らせる要因の１つである．申請者らは電子透過膜とマイクロ摩擦試験機を用い，走査電子顕微鏡（SEM）で摩擦界面をその場観察する装置を世界に先駆けて実現した．
本研究では開発した装置で，酸化グラフェン分散潤滑油あるいは分散水，さらにモリブデンジチオカーバメート（MoDTC）分散油の境界潤滑での摩擦界面をその場観察し，ブラックボックスと言えるこれらの潤滑メカニズムの解明を目指す．
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| 研究成果の概要 |
我々は電子透過膜とマイクロトライボメーターを用いて走査電子顕微鏡（SEM）で摩擦界面をその場観察する装置を世界に先駆けて実現した．本研究では，電子透過膜に吸着させた酸化グラフェンとSUJ2球との摩擦界面を観察した．摩擦前には酸化グラフェンはまばらに吸着していたが，摩擦によってほとんどの場所が酸化グラフェンで覆われた．これは摩擦によって多層で吸着した酸化グラフェンが引き延ばされたためと思われる．また潤滑油中でもSEMで摩擦界面が観察でき，摩擦界面には多数潤滑油が残存していることがわかった．ただ，潤滑油は電子線照射の影響が大きく，間欠的な観察によってトライボフィルムらしきものの形成が確認できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
これまで全くSEMで観察できていなかった酸化グラフェン摩擦界面を観察できた．摩擦後に酸化グラフェンが引き延ばされることは初めての発見で，今後のナノ材料を用いた摩擦研究に非常に意義のある結果であると思われる．さらに潤滑油中の摩擦界面もSEMで観察できた．驚くべきことに，潤滑油中でも摩擦界面を観察でき，メニスカスや潤滑油があるところでも相手表面が観察できることなどがわかった．潤滑油中の摩擦は観察手段が限られるが，1つ観察手段が増えたこととなる．これらの観察によって，摩擦・摩耗を下げることができれば低炭素社会に寄与できることとなる．
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