| 研究概要 |
本研究グループは,窒素雰囲気環境下での窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスとの摩擦において,無潤滑の接触にもかかわらず0.01程度の低摩擦係数が発現することを発見している.さらに,同じ材料組み合わせにおいて,窒素ガスを接触面に吹き付ける簡便な手法において0.001オーダの低摩擦係数が得られることを発見している.この潤滑技術をマイクロマシンに応用することを最終目的とする本研究において,1年目の本年は,窒化炭素膜同士のすべり接触において,窒素ガスを接触面に供給する吹き付け条件を様々に変化させ,0.03以下の低摩擦を実現し得る条件を明らかにした.さらに,窒素ガスの吹き付けに対する摩擦挙動の応答性についても明らかにした.
得られた主要な結果は,以下の通りである.
1、接触面に対し窒素ガスを吹き付ける水平方向の吹き付け角は,0-45度の範囲において,0.03以下の低摩擦が実現される.摩擦方向の反対方向からの窒素ガスの吹き付けを行なっても,全くその効果は得られず,窒素ガスの吹き付けの方向性の重要性が明らかにされた.
2、窒素ガスの垂直方向の吹き付け角は,15-30度の範囲において0.03以下の低摩擦が実現される.
3、摩擦界面に導入される窯素ガス量に影響を及ぼす吹き付け流量,吹き付ける距離,そして吹き付けるノズルの直径は,それぞれ,2L/min,5-10mm,4.5-8mmにおいて,0.03以下の低摩擦が実現される.
4、吹き付ける窒素ガスの流速の増加に伴い摩擦係数は増加することが明らかにされた.
5、窒素ガスの吹き付けにおいて得られる0.03以下の低摩擦現象は,窒素ガスの吹き付け終了と供に,数サイクルの間に1桁高い0.1オーダの摩擦係数まで急増することが明らかにされた.
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