高感度反射FT-IR機構付き中性子反射率計の開発と摩擦調整剤吸着メカニズムの解明

• 研究課題/領域番号: 23360078
• 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: 同志社大学
• 研究代表者: 松岡 敬 同志社大学, 理工学部, 教授 (80173813)
• 研究分担者: 平山 朋子 同志社大学, 理工学部, 准教授 (00340505)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円); 2013年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円); 2011年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
• キーワード: 潤滑 / 添加剤 / 固液界面分析 / トライボロジー / 固液界面 / 分析 / 添加剤吸着層 / 中性子反射率法 / 高感度反射FT-IR / 境界潤滑 / その場分析

研究概要

本研究では、中性子反射率法および高感度反射FT-IRを用いて、摩擦調整剤による境界潤滑被膜の形成メカニズムの解明とトライボ特性との関連性の把握を目標とした。中性子反射率法測定により、長鎖脂肪酸によって摺動表面に形成される添加剤吸着層は単分子層であることが分かった。また、高感度反射FT-IR測定により、表面に摩擦刺激を加えるとその吸着層の厚みは増すことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Fatty Acid Adsorption on Several DLC Coatings Studied by Neutron Reflectometry (2014)
  • 著者名/発表者名: Rok Simic, Mitjan Kalin, Tomoko Hirayama, Panaqiotis Korelis, Thomas Geue
  • 雑誌名: Tribology Letters 巻: Vol. 53, No. 1 号: 1 ページ: 199-206
  • DOI: 10.1007/s11249-013-0257-0
  • 査読あり
• [雑誌論文] Neutron-Reflectometry Study of Alcohol Adsorption on Various DLC Coatings (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitjan Kalin, Rok Simic, Tomoko Hirayama, Thomas Geue, Panaqiotis Korelis
  • 雑誌名: Applied Surface Science 巻: Vol. 288 ページ: 405-410
  • DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.10.047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Variation of Oil Introduction Behaviour during Oil-in-Water Emulsion Rolling (2013)
  • 著者名/発表者名: Hironobu Nakanishi, Kozo Saiki, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: Vol. 54, No. 8 ページ: 1408-1415
  • NAID: 10031189498
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/matertrans/54/8/54_P-M2013807/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] O/Wエマルション圧延におけるロール/ストリップ間の導入油膜形成メカニズムの把握 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中西裕信, 山中佑資, 徳岡伶哉, 平山朋子, 松岡敬
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: Vol. 58, No. 6 ページ: 407-414
  • NAID: 10031175884
  • URL: http://webcat.nii.ac.jp/naid/40019708174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Microstructural Evolution during Dry Wear Test in Magnesium and Mg-Y Alloy (2013)
  • 著者名/発表者名: Hidetoshi Somekawa, Shunsuke Maeda, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Tadanobu Inoue, Toshiji Mukai
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering : A 巻: Vol. 561 ページ: 371-377
  • URL: http://yadda.icm.edu.pl/yadda/element/bwmeta1.element.elsevier-a0985bb0-f5ba-36b7-a19f-5221bf763621
  • 査読あり
• [雑誌論文] O/Wエマルション圧延におけるロール／ストリップ間の導入油膜形成メカニズムの把握 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中西裕信, 山中佑資, 徳岡伶哉, 平山朋子, 松岡敬
  • 雑誌名: トライボロジスト 巻: 58, 6 ページ: 407-414
  • NAID: 10031175884
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thickness and Density of Adsorbed Additive Layer on Metal Surface in Lubricant by Neutron Reflectometry (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Takashi Torii, Yohei Konishi, Masayuki Maeda, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Masahiro Hino, Dai Yamazaki, Masayasu Takeda
  • 雑誌名: Tribology International 巻: Vol. 54 ページ: 100-105
  • URL: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301679X12001296
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lubricated Friction Reduction by Spiral-Groove-Shape Nano-Texturing (2012)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Tanaka, Kazuma Okada, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Hiroshi Sawada, Kosuke Kawahara, Shunji Noguchi
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: Vol. 516 ページ: 431-436
  • DOI: 10.4028/www.scientific.net/kem.516.431
  • 査読あり
• [雑誌論文] Si添加およびTi添加DLC/DLC摺動のトライボロジー特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 原田陽一, 松岡敬, 平山朋子, 浅野誠
  • 雑誌名: 表面技術 巻: Vol. 63 No. 1 ページ: 29-34
  • NAID: 10030476298
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/sfj/63/1/63_29/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] 往復動用リップシールのシール特性に及ぼす気液界面メニスカスの影響, (2012)
  • 著者名/発表者名: 荒川陽, 中嶋将人, 平山朋子, 松岡敬, 菱田典明
  • 雑誌名: 設計工学会誌 巻: Vol. 47, No. 1 ページ: 43-48
  • NAID: 10030354560
  • URL: http://ci.nii.ac.jp/naid/10030354560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nano-Motion X-Y Stage by Pneumatic Servo Spherical Bearing Actuators (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Sugimoto, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Katsumi Sasaki
  • 雑誌名: Key Engineering Materials 巻: 516 ページ: 281-286
  • 査読あり
• [雑誌論文] 中性子反射率法を用いた金属表面における添加剤吸着層の厚みおよび密度測定とそのトライボロジー特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子, 鳥居誉司, 小西庸平, 前田成志, 松岡敬, 井上和子, 日野正裕, 山崎大, 武田全康
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 巻: Vol. 77, No. 779 ページ: 2884-2893
  • NAID: 130001055328
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/kikaic/77/779/77_779_2884/_article
  • 査読あり
• [学会発表] ATR-IR法による摩擦条件下における油性剤吸着層の形成・成長プロセスの把握 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下健志, 秋元翔太, 松岡敬, 平山朋子
  • 学会等名: トライボロジー会議秋予稿集博多
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2013-10-24
• [学会発表] Oiliness Additive Adsorption onto Metal Surface Analyzed by Infrared Reflection, Absorption Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kawamura, Masato Nakashima, Tomoko Hirayama and Takashi Matsuoka
  • 学会等名: Extended Abstract for 5th Word Tribology Congress in Torino
  • 発表場所: イタリア・トリノ
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] ATR-IR法による金属表面上の油性剤吸着層の化学物性測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下健志, 松岡敬, 平山朋子
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Increase of Film Thickness by Nano-Texturing under Elastohydrodynamic Lubrication (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Mitsutaka Ikeda, Toshiteru Suzuki, Takashi Matsuoka, Hiroshi Sawada, Kosuke Kawahara and Shunji Noguchi
  • 学会等名: Extended Abstract for 5th Word Tribology Congress in Torino
  • 発表場所: イタリア・トリノ
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Neutron Reflectometry of Adsorbed Additive Layers on (a-C) DLC (2013)
  • 著者名/発表者名: Rok Simic, Mitjan Kalin and Tomoko Hirayama
  • 学会等名: Extended Abstract for TribLyon 2013, 40th Leeds-Lyon Symposium on Tribology
  • 発表場所: フランス・リヨン
  • 年月日: 2013-09-05
• [学会発表] DLC/DLC摺動のトライボロジー特性と油性剤添加の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口義文, 平山朋子, 松岡敬, 三木靖浩, 浅野誠, ミティヤンカリン, ロクシミック
  • 学会等名: トライボロジー会議春予稿集東京
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-05-20
• [学会発表] Oiliness Additive Adsorption onto Metal Surface Analyzed by Infrared Reflection Absorption Spectroscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryota Kawamura, Masato Nakashima, Tomoko Hirayama and Takashi Matsuoka
  • 学会等名: 5th Word Tribology Congress in Torino
  • 発表場所: イタリア・トリノ
• [学会発表] Neutron Reflectometry of Adsorbed Additive Layers on (a-C) DLC (2013)
  • 著者名/発表者名: Rok Simic, Mitjan Kalin and Tomoko Hirayama
  • 学会等名: TribLyon 2013, 40th Leeds-Lyon Symposium on Tribology
  • 発表場所: フランス・リヨン
• [学会発表] DLC/DLC摺動のトライボロジー特性と油性剤添加の影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山口義文, 平山朋子, 松岡敬, 三木靖浩, 浅野誠, ミティヤンカリン, ロクシミック
  • 学会等名: トライボロジー会議春 東京2013
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ATR-IR法による金属表面上の油性剤吸着層の化学物性測定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下健志, 松岡敬, 平山朋子
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] ATR-IR法による摩擦条件下における油性剤吸着層の形成・成長プロセスの把握 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下健志, 秋元翔太, 松岡敬, 平山朋子
  • 学会等名: トライボロジー会議秋 博多2013
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] In-Situ Analysis of Oiliness Additives Adsorbed onto Metal Surfaces (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama
  • 学会等名: Fourth Advanced Forum on Tribology 2013 Beijing
  • 発表場所: 中国・北京
  • 招待講演
• [学会発表] DLC/DLC摺動のトライボロジー特性と油性剤添加の効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子
  • 学会等名: 2013年度第1回トライボケミストリー研究会
  • 発表場所: 愛知
  • 招待講演
• [学会発表] Physical and Chemical Properties of Fatty Acids as Oiliness Additives (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Masayuki Maeda, Masato Nakashima, Takashi Matsuoka, Masahiro Hino
  • 学会等名: Abstract of ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference
  • 発表場所: アメリカ・デンバー
  • 年月日: 2012-10-08
• [学会発表] FT-IR(フーリエ変換赤外分光法)による添加剤吸着層の分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中嶋将人, 松岡敬, 平山朋子
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 油性剤含有潤滑下におけるDLC/DLC 摺動のトライボロジー特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口義文, 松岡敬, 平山朋子, 浅野誠, 花本直哉
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2012-09-10
• [学会発表] 中性子反射率測定を用いた固液界面における油性剤吸着層の厚さと密度に関する研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 前田成志, 松岡敬, 平山朋子, 小西庸平
  • 学会等名: 日本機械学会2012年度年次大会
  • 発表場所: 石川
  • 年月日: 2012-09-09
• [学会発表] TOF型中性子反射率計の開発とそれを用いた油性剤吸着層の物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子
  • 学会等名: 2011年度トライボケミストリー研究会
  • 発表場所: 宇都宮大学(栃木県)
  • 年月日: 2012-03-09
• [学会発表] 境界潤滑摩擦低減に寄与する添加剤吸着層および高分子ブラシ層の物理化学物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子
  • 学会等名: 第54回高分子材料のトライボロジー研究会
  • 発表場所: 工学院大学(東京都)
  • 年月日: 2012-02-27
• [学会発表] 産業利用を目的としたTOF型中性子反射率計の構築と評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 小西庸平, 前田成志, 平山朋子, 松岡敬, 日野正裕, 北口雅暁, 小田達郎
  • 学会等名: 第46回京都大学原子炉実験所学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2012-02-02
• [学会発表] 境界潤滑摩擦低減に寄与する油性剤吸着層の物理化学物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子
  • 学会等名: 第43回アルミニウムのトライボロジー研究会
  • 発表場所: 住友軽金属工業(愛知県)
  • 年月日: 2012-01-13
• [学会発表] Physical and Chemical Properties of Fatty Acids as Oiliness Additives (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Masayuki Maeda, Masato Nakashima, Takashi Matsuoka, Masahiro Hino
  • 学会等名: ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] Nano-Texturing for Expansion of Hydrodynamic Lubrication Regime (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Yusuke Tanaka, Mitsutaka Ikeda, Takashi Matsuoka, Hiroshi Sawada, Kosuke Kawahara, Shunji Noguchi
  • 学会等名: ASME/STLE 2012 International Joint Tribology Conference
  • 発表場所: Denver, USA
• [学会発表] Thickness and Density of Adsorbed Acid Additive Layer by Neutron Reflectometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Yohei Konishi, Masayuki Maeda, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Masahiro Hino, Masaaki Kitaguchi, Dai Yamazaki, Masayasu Takeda
  • 学会等名: International Tribology Conference (ITC) Hiroshima 2011
  • 発表場所: 広島国際会議場(広島県)
  • 年月日: 2011-11-03
• [学会発表] Thickness and Density of Adsorbed Acid Additive Layer by Neutron Reflectometry (2011)
  • 著者名/発表者名: Yohei Konishi, Masayuki Maeda, Tomoko Hirayama, Takashi Matsuoka, Masahiro Hino, Masaaki Kitaguchi, Dai Yamazaki, Masayasu Takeda
  • 学会等名: Extended abstract of International Tribology Conference Hiroshima
  • 発表場所: 広島
  • 年月日: 2011-11-02
• [学会発表] MultiAnalysis of Additive Adsorbed Layer on Metal Surface (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomoko Hirayama, Antonella Rossi, Nicholas D.Spencer
  • 学会等名: Tribochemistry Hagi 2011
  • 発表場所: ホテル萩小町(山口県)
  • 年月日: 2011-10-26
• [学会発表] 境界潤滑摩擦低減に寄与する添加剤吸着層の物理化学物性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 平山朋子
  • 学会等名: 第35回"超"を目指す軸受技術研究会
  • 発表場所: 同志社大学(京都府)
  • 年月日: 2011-10-08
• [図書] はじめてのトライボロジー (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木信也, 平山朋子, 他
  • 出版者: 講談社
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/
• [備考] http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/
• [備考] 同志社大学 機械要素・トライボロジー研究室
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/
• [備考] 研究室ホームページURL
  • URL: http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/