| 研究課題/領域番号 |
21K03844
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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 | 一関工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
滝渡 幸治 一関工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (70633353)
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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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2021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 | 潤滑剤 / その場観察 / 赤外分光法 / エリプソメトリ― / トライボロジー / ゲル / トラクション / ダイナミクス / 水素結合 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、有機物添加剤が形成するソフトな潤滑膜のダイナミクスを解析し、その解析結果に基づき新規潤滑法を提案するものである。そのため潤滑膜の構造とその形成および破壊の過程(ダイナミクス)を直接捉え、潤滑特性との関係を明らかにする。具体的には潤滑膜の「その場観察」を行い、潤滑膜構造の解析に必要な潤滑剤成分およびその濃度と膜厚、さらに潤滑界面に形成される境界膜と共に、しゅう動条件による潤滑膜構造の経時変化(過渡応答)を調べる。また潤滑膜構造に関わる相互作用として、添加剤と基油分子間およびしゅう動表面との間に働く極性の相互作用や水素結合に着目し、低摩擦を実現する新規潤滑剤創成への展開を視野に入れる。
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| 研究成果の概要 |
有機物添加剤が形成するソフトな潤滑膜のダイナミクスを解析し、新規潤滑法の提案を試みた。赤外分光法やエリプソメトリーを用いるその場観察法を用いて、潤滑膜の構造を直接捉え潤滑特性との関係を調べた。添加剤(アミド化合物)が接触域に導入されることで潤滑膜が厚くなり、ウレア化合物を添加した潤滑剤に比べてトラクション係数が低くなった。さらに添加剤および基油の分子構造の影響、過渡応答や潤滑膜のバルクから界面近傍の潤滑膜構造について検討した。
潤滑膜厚さと組成が添加剤と基油の種類によって制御できることが示唆された。せん断により界面から100 nmの領域でアミド化合物の濃縮することが明らかなった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
界面近傍にソフトな薄膜を形成する有機添加剤を用い、その潤滑膜構造を直接捉えることで低摩擦発現のメカニズムと共に潤滑特性の制御に関する知見を得ることができたと考える。 得られた成果は、特に低摩擦を発現する半固体状潤滑剤の開発、その関連技術の発展に直接寄与すると期待される。また、界面近傍において添加剤由来のソフトな膜が形成されることが明らかになっており、有機系摩擦調整剤や高分子添加剤への展開が可能で今後において応用の範囲が広いと言える。さらに添加剤や基油の分子構造によって、接触部における添加剤の濃度や膜厚の制御が可能であることから、様々なニーズに応えられる新たな潤滑剤の開発が可能となる。
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