研究課題
1.薄膜歪みセンサーの開発:圧力感度、温度感度が非常に小さく、歪み感度はマンガニン合金の約2倍(1.30〜1.54、マンガニン合金は0.51〜0.78)である材料を開発した。この材料はニッケルとクロムとアルミの合金であり組成は(70.5Ni、18.5Cr、11.0Al(wt%))である。この材料を用いて主軸受滑り面に薄膜歪みセンサーを形成し、エンジン実働中のメタル滑り面の歪み量の測定が可能となった。またこの歪み量よりマンガニンによる油膜圧力測定値から測定誤差となる歪みによる出力を補正することで従来より精度の高い油膜圧力測定値を得ることができた。2.ピストンピンボス部の油膜圧力測定:ピストンピン摺動面に薄膜圧力センサーを形成し、ピストンピン-ピストンピンボス間に発生する油膜圧力を測定することに成功した。実験はピストンに作用する燃焼圧力を油圧によって再現するリグ装置を用いた。センサーの絶縁膜と保護膜は従来のSiO_2からAl_2O_3に変更した。これは連続加重式表面性試験機(平成7年度)による膜の強度試験により、Al_2O_3の強度が高いことが確認されたことによる。またセンサー膜であるマンガニンの厚さ0.3μmが保護膜形成後に段差となり(評価型表面粗さ測定器一式(平成6年度)により測定)、この部分とピストンピスボス内周面が局部的な接触を起こし膜が破壊することが分かり、この段差をなくす膜構成の開発により、実験時のセンサーの耐久性が格段に向上した。3.主軸受への成膜時の膜欠陥の原因究明:主軸受へ成膜する場合、長時間成膜すると膜の欠陥が生じる。蛍光式光ファイバー温度計(平成6年度)による成膜中の軸受表面の温度測定の結果、成膜中の最高温度が150℃から190℃の範囲内に欠陥が発生する臨界温度があることが判明した。また膜の欠陥は、軸受合金に含まれるSn、Pbに析出によることがわかった。
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