カーボン系薄膜の極低摩擦のメカニズム追求とその応用に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21360076
• 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: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 日本工業大学
• 研究代表者: 三宅 正二郎 日本工業大学, 工学部, 教授 (70229813)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円); 2011年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2010年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2009年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
• キーワード: トライボロジー / ダイヤモンドライクカーボン膜 / 境界潤滑 / 積層膜 / 原子間力顕微鏡 / ナノ周期積層膜 / ナノ周期層膜

研究概要

極低摩擦を実現するためナノ周期積層膜、ナノコンポジット膜など,カーボンを主成分とするナノ構造薄膜を形成した。その構造,組成の評価は透過型電子顕微鏡などの表面分析法を活用し、ナノメートルスケールの摩擦・摩耗など機械特性の評価と対比させた。さらにカーボンと各種金属を組み合わせた積層膜、ナノコンポジット膜について膜の構造と境界潤滑特性の関係を追求した。その結果からコバルト(Co)、マグネシウム(Mg)などを複合したカーボン系膜について境界潤滑下で極低摩擦を実現した。

研究成果

• [雑誌論文] Nano-and macrotribological properties of nanoperiod multilayer films deposited by bias sputtering (2012)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake and Mei Wang
  • 雑誌名: Journal of Nanotechnology 巻: Vol.2012 ページ: 71-88
  • DOI: 10.1155/2012/635705
  • 査読あり
• [雑誌論文] 超硬質膜のナノトライボロジー (2012)
  • 著者名/発表者名: 三宅正二郎
  • 雑誌名: 月刊トライボロジー 巻: 294巻 ページ: 20-22
• [雑誌論文] Boundary lubrication properties of nanoperiod solid lubricant multilayer films composed of diamond-like carbon and gold layers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Mitsuyoshi Komiya and Takanori Shindo
  • 雑誌名: Tribology Letters 巻: Vol.46, No.1 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1007/s11249-011-9909-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Low-Friction Wear-Resistant Electroconductive Gold and Silver Nanoperiod Multilayer Solid Lubricant Films, Tribology-Materials (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Takanori Shindo, Yuta Saito
  • 雑誌名: Surfaces & Interfaces 巻: Vol.5, No.3 号: 3 ページ: 114-121
  • DOI: 10.1179/1751584x11y.0000000012
  • 査読あり
• [雑誌論文] 紫外線照射および熱キュア処理した潤滑膜形成磁気ディスクの原子間力顕微鏡およびボールオンディスク試験による表面評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 金沢年郎、黒坂渡、三宅正二郎
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: 第56巻第9号 ページ: 577-584
  • NAID: 10029672087
  • URL: http://www.Tribology.jp/henshu/journal.htm
  • 査読あり
• [雑誌論文] 潤滑油形成磁気ディスクの摩擦耐久性の温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒坂渡、三宅正二郎
  • 雑誌名: 精密工学会誌 巻: 77,3 ページ: 290-295
  • 査読あり
• [雑誌論文] ナノ構造制御によるダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜のトライボロジー特性向上 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三宅正二郎
  • 雑誌名: Material Technology(材料技術研究協会) 巻: 28,5 ページ: 205-213
• [雑誌論文] マイクロ・ナノ機械研究室の研究概要-磁気ディスク装置,自動車用部品への応用- (2010)
  • 著者名/発表者名: 三宅正二郎
  • 雑誌名: 日本工業大学報告 巻: 40,4 ページ: 81-84
• [雑誌論文] 潤滑膜形成磁気ディスクのトライボロジー特性の表面温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒坂渡, 三宅正二郎
  • 雑誌名: トライボロジスト 55巻 ページ: 68-72
  • NAID: 10026246156
  • 査読あり
• [学会発表] 金とDLCナノ周期積層膜のトライボロジー特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 進藤貴徳, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2012春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)(発表確定)
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] ナノスクラッチ試験による極薄ダイヤモンドライクカーボン膜の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山崎翔平, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議201春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)(発表確定)
  • 年月日: 2012-05-15
• [学会発表] Damage quantification of ultra-thin diamond-like carbon(DLC) protective films at high temperature caused by slight contact (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Shohei Yamazaki, ShintaroKawasaki, Yuta Saito, Takanori Shindo and Taishi Tsubota
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Dynamic deformation and durability evaluation of various lubricant coated magnetic disks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ozawa, Shojiro Miyake, Toshiro Kanazawa and Wataru Kurosaka
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Surface morphology and tribological properties of(Ti, Al, Si, C) N multilayers deposited by d. c. reactive magnetron sputter (2011)
  • 著者名/発表者名: Mei Wang, Takaomi Toihara, Masatoshi Sakurai, Shojiro Miyake, Wataru Kurosaka, Yuta Saito
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011
  • 発表場所: Hiroshima
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Damage quantification of ultra-thin diamond-like carbon (DLC) protective films at high temperature caused by slight contact (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Shohei Yamazaki, Shintaro Kawasaki, Yuta Saito, Takanori Shindo, Taishi Tsubota
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011 Hiroshima PS5-01
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Dynamic deformation and durability evaluation of various lubricant coated magnetic disks (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuki Ozawa, Shojiro Miyake, Toshiro Kanazawa, Wataru Kurosaka
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011 Hiroshima PS5-02
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Surface morphology and tribological properties of (Ti, Al, Si, C)N multilayers deposited by d.c.reactive magnetron sputter (2011)
  • 著者名/発表者名: Mei Wang, Takaomi Toihara, Masatoshi Sakurai, Shojiro Miyake, Wataru Kurosaka, Yuta Saito
  • 学会等名: International Tribology Conference 2011 Hiroshima F3-06
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] Boundary lubrication properties of nanoperiod multilayer films composed of carbon and gold layers (2011)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shindo, Shojiro Miyake, Yuta Saito and Mitsuyoshi Komiya
  • 学会等名: Tribochemistry 2011
  • 発表場所: Hagi
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] Boundary lubrication properties of nanoperiod multilayer films composed of carbon and gold layers (2011)
  • 著者名/発表者名: Takanori Shindo, Shojiro Miyake, Yuta Saito, Mitsuyoshi Komiya
  • 学会等名: Tribochemistry 2011 Hagi
  • 発表場所: 夕景の宿萩小町(山口県)
  • 年月日: 2011-10-27
• [学会発表] 軟質金属とDLCから形成したナノ周期積層膜のトライボロジー (2011)
  • 著者名/発表者名: 進藤貴徳, 齋藤雄太, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2011春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
  • 年月日: 2011-05-25
• [学会発表] 潤滑膜形成磁気ディスクの高温条件におけるトライボロジー特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小澤勇紀, 金沢年郎, 黒坂渡, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2011春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] 金とカーボン系素材からなるナノ周期積層膜のトライボロジー特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 進藤貴徳、齊藤雄太、三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 環境制御型走査プローブ顕微鏡を用いた極薄ダイヤモンドライクカーボン膜の高温トライボロジー特性評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎信太郎、坪田大志、三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 潤滑膜形成磁気ディスクの同時加熱時の境界潤滑特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金沢年郎、黒坂渡、三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 原子間力顕微鏡による極薄ダイヤモンドライクカーボン膜形成シリコンのトライボナノ加工特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪田大志、川崎信太郎、三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 極薄ECR-スパッタカーボン膜のトライボロジー特性のバイアス電圧依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小澤勇紀、金沢年郎、三宅正二郎、廣野滋、黒田久雄
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 電子サイクロトン共鳴プラズマ,フィルタードアークイオンプレーティング法により形成されたDLC膜の高温トライボロジー特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤雄太、三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010秋福井
  • 発表場所: 福井大学文京キャンパス
  • 年月日: 2010-09-14
• [学会発表] 極薄DLC膜の高温トライボロジー特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 川崎信太郎, 齊藤雄太, 進藤貴徳, 黒坂渡, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] カーボン系ナノ周期積層膜のトライボロジー特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤雄太, 黒坂渡, Mei Wang, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 潤滑膜形成磁気ディスクの境界潤滑特性の温度依存性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 金沢年郎, 黒坂渡, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 極薄DLC膜形成Siのトライボナノ加工 (2010)
  • 著者名/発表者名: 坪田大志, 川崎信太郎, 三宅正二郎
  • 学会等名: トライボロジー会議2010春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 極薄ECR-スパッタカーボン膜のナノ摩耗特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小澤勇記, 金沢年朗, 三宅正二郎, 廣野滋, 黒田久雄
  • 学会等名: トライボロジー会議2010春東京
  • 発表場所: 国立オリンピック記念青少年総合センター
  • 年月日: 2010-05-18
• [学会発表] 金属添加水素フリーダイヤモンドライクカーボン膜の境界潤滑特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 齊藤雄太, 黒坂渡, 三宅正二郎
  • 学会等名: 表面技術協会 第121回講演大会 講演要旨, (2010)p.94.
  • 発表場所: 成蹊大学(東京都)
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] 環境対応型のナノ構造潤滑膜 (2010)
  • 著者名/発表者名: 三宅正二郎
  • 学会等名: 国際先端表面技術展・会議(ASTEC2010)第5回表面技術会議「環境対応の先端ナノ構造」pp.47-57
  • 発表場所: 東京ビッグサイト会議棟(東京都)
  • 年月日: 2010-02-18
• [学会発表] DLC(ダイヤモンドライクカーボン)膜によるゼロ摩耗、超潤滑への挑戦 (2009)
  • 著者名/発表者名: 三宅正二郎
  • 学会等名: 電子情報通信学会 信学技法EMD2009-62 pp. 19-26
  • 発表場所: 富士通岡田記念ホール(川崎市)
  • 年月日: 2009-10-30
• [図書] Nanomechanical evaluation of ultrathin lubricant films on magnetic disks by atomic force microscopy Scanning Probe Microscopy-Physical Property Characterization at Nanoscale (2012)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake and Mei Wang
  • 出版者: InTech
• [図書] Nanomechanical evaluation of ultrathin lubricant films on magnetic disks by atomic force microscopy, Scanning Probe Microscopy-Physical Property Characterization at Nanoscale, ISBN 979-953-307-864-8, Chapter 8 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Mei Wang
  • 出版者: InTech, ISBN 979-953-307-864-8
• [図書] Deposition and tribology of carbon and boron nitride nanoperiod multilayer hard and solid lubricating films New Tribological Ways (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake and Mei Wang
  • 出版者: InTech
• [図書] Deposition and tribology of carbon and boron nitride nanoperiod multilayer hard and solid lubricating films, New Tribological Ways (2011)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake, Mei Wang
  • 出版者: InTech, ISBN 978-953-307-206-7
• [図書] Evaluation of nanomechanical properties of surfaces Applications and Education (2010)
  • 著者名/発表者名: Shojiro Miyake and Mei Wang