| 研究概要 |
ユーザーがセラミックコーティング膜を設計し使用するために利用し得るトライボ特性試験機を開発し,基準となし得る試験方法を確立することを目的として,本年度はイオンビームンミキシング装置を用いた新しいセラミックコーティング膜の成膜を行い,その機械的特性および巨視的トライボ特性を明らかにした.また,微視的トライボ特性明らかにする走査型顕微鏡用コーティング膜トライボ試験機の設計・試作を行っており,完成後,試験を行い,巨視的トライボ特性と微視的トライボ特性の関係を明らかにしていく予定である.実施された主な研究内容な以下のとうりである.
1)新しいセラミックコーティング膜として,理論的にはダイアモンドと同程度の硬さが期待できるという窒化炭素膜の成膜を,炭素のイオンビームスパッタリングと窒素ガスイオンのイオン注入を同時に行う,いわゆるイオンビームミキシング法により行った.
2)ESCAで表面の成分分析を行ったところ,窒素が20%注入されており,窒化炭素膜であることが明らかになった.また,結合エネルギーの測定値からCN結合の存在の可能性が示された.
3)薄膜硬度計により押し込み硬度を測定した結果,成膜条件により押し込み硬度が大きく変化することが明らかになった.さらに,イオンビームスパッタリングした炭素膜と比較して窒素イオン注入することで,押し込み硬度が増加することが示された.
4)種々の成膜条件による窒化炭素膜の巨視点トライボ特性試験が行われ,窒化炭素膜の押し込み硬さが大きいほど比摩耗量が小さいことが示された.
5)2種類の荷重下で窒化炭素膜と炭素膜の巨視的トライボ特性試験が行われ,高荷重では炭素膜の方が比摩耗量は小さいが,低荷重では窒化炭素膜の方が比摩耗量が小さいことが示された.
6)現在,窒化炭素膜の微視的トライボ特性を明らかにするための走査型顕微鏡用コーティング膜トライボ試験機の設計・試作を行っている.
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