| 研究課題/領域番号 |
21K03831
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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 | 福井大学 |
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研究代表者 |
本田 知己 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (80251982)
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| 研究分担者 |
福島 啓悟 福井大学, 学術研究院工学系部門, 講師 (50725322)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | メンテナンストライボロジー / 油中酸化物 / 吸着力直接測定 / 吸着シミュレーション / 潤滑摩耗 / 吸着シミ ュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
機械設備の故障を未然に防ぐためには，摩擦摩耗の起点となる潤滑油の劣化，特に酸化進行メカニズムと酸化した油分子の摩擦面への吸着メカニズムの解明が鍵となる．そこで本研究では，「潤滑油酸化劣化機構」，「酸化物吸着と潤滑摩耗機構」の二つの「学術的問い」に対して，実験・分析とシミュレーションの両視点から，科学的根拠とトライボ志向設計モデルを提示することを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
潤滑油は使用とともに劣化し、本来の機能が失われるだけでなく、機械や装置の故障や不調の原因となる。特に、酸化された潤滑油は油中で不溶性で粘着性のある重合物を形成し、摺動面の焼き付きや損傷の原因となる。本研究では、酸化を模擬した潤滑油を作製し、原子間力顕微鏡を用いて潤滑油酸化物の固体表面への吸着物の大きさと吸着物の摩擦特性を調べた。その結果、酸化度の高い試料油ほど、試料表面での吸着物の増加や重合により吸着力や吸着量が増加した。また、試料表面に吸着した酸化物はある量までは脂肪酸のような挙動を示すことが明らかになった。それでも酸化物が過度に増加すると摩擦係数が高くなるという結果となった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
トライボロジーの研究分野において，油潤滑下での摩耗機構と摩耗の起点となる油の酸化との因果関係について，その根源まで遡ることによるメカニズムの解明は行われてこなかった．また，機械設備の故障を未然に防ぐためには，摩擦摩耗の起点となる潤滑油の劣化，特に酸化進行メカニズムと酸化した油分子の摩擦面への吸着メカニズムの解明が鍵となる．これに対して，油の酸化物が固体表面に付着するメカニズムやその付着力およびせん断強度が摩擦抵抗の増大や摩耗に及ぼす影響を提示できた．さらに，分子動力学シミュレーションを用いて粘性係数の解析を行い，分子の極性の有無による比較を行い，摩擦・力学的特性の評価を行えることを示した．
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