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2017 年度 実績報告書

光電子アシスト有機薄膜CVD法と超薄膜DLC複合潤滑膜の開発

研究課題

研究課題/領域番号 15H02216
研究機関関西大学

研究代表者

谷 弘詞  関西大学, システム理工学部, 教授 (40512702)

研究分担者 多川 則男  関西大学, システム理工学部, 教授 (50298840)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードトライボロジー / PFPE / 光電子 / CVD
研究実績の概要

平成27年度に試作した光電子アシストCVD装置の改造を行い,DCバイアス電圧をRFパルスバイアス電圧印加とした.この改造によって作成したDLC膜上のパーフルオロポリエーテル(PFPE)潤滑膜の単分子膜厚はDCバイアスによって成膜したものより0.1nm薄膜化できた.これによりハードディスク装置の更なる高記録密度化が期待できる.
PFPE潤滑膜の薄膜化に伴い耐摩耗性が劣化する可能性があるため,片末端PFPE潤滑剤をDLC膜上にディップ塗布した後,光電子アシストCVD法によって低分子PFPE膜を成膜することで,耐摩耗性向上,低摩擦化および更なる低表面エネルギー化が可能となった.
また,イオン結合を有するPFPE潤滑膜とDLC表面から放出される光電子の相互作用によりイオン末端のカチオン側が光電子を捕獲し分解することと同時にアニオン側がDLC表面と化学吸着することを明らかにした.この結果によりイオン結合を有する潤滑油が摩擦面からのトライボ電子によって容易に分解し固体表面に化学吸着することが考えられた.
さらに,アルミ箔からの光電子を窒素ガス中で潤滑膜に照射可能な超低エネルギー電子線照射装置を試作して,ステアリン酸膜,PFPE潤滑膜などへの照射実験を行った.その結果,明らかに潤滑膜の化学吸着が電子線によって加速されることが判明した.この結果からも,摩擦界面中で潤滑剤がトライボ電子との相互作用により化学吸着が促進されることが容易に類推された.
平成28年度に試作した走査型紫外線光電子顕微鏡を用いてDLC膜の摩擦試験を行い,トライボ電子の発生量の測定を行ったが,試験前後で優位な差が得られなかった.紫外線照射スポットが20μmと小さいためと推定されたため,今後スポット径やバイアス電圧,紫外線光量を最適化する.

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (31件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (21件) (うち国際学会 9件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Adsorption Properties of an Ultrathin PFPE Lubricant with Ionic End-groups for DLC Surfaces2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Renguo Lu, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Magn.

      巻: 54 ページ: 3300106, 1-7

    • DOI

      10.1109/TMAG.2017.2724038

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Smear growth on head slider surface from siloxane outgas on heat assisted magnetic recording2018

    • 著者名/発表者名
      ④Hiroshi Tani, Yuki Uesaraie, Renguo Lu, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      Microsystem technologies

      巻: 24 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00542-018-3839-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of laser heating on nanoscale wear of DLC thin films in an air environment2018

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa, Hiroshi Tani, Shinji Koganezawa, Renguo Lu
    • 雑誌名

      Microsystem technologies

      巻: 24 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s00542-018-3875-5

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 接触型トライボチャージ発電機の開発2018

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 63 ページ: 52-59

    • DOI

      https://doi.org/10.18914/tribologist.17-00015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 摩擦帯電センサによる転がり軸受の回転速度と温度のモニタ2018

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,沖塩大樹,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 雑誌名

      トライボロジスト

      巻: 63 ページ: -

    • DOI

      https://doi.org/10.18914/tribologist.18-00006

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Friction characteristics of ultrathin perfluoropolyether boundary lubricant films subjected to laser irradiation heating in heat-assisted magnetic recording2017

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa,Hiroshi Tani,Shinji Koganezawa,and Renguo Lu
    • 雑誌名

      IEEE Trans. on Magn.

      巻: 53 ページ: 2501204, 1-4

    • DOI

      10.1109/TMAG.2017.2697478

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Device for direct measurement of dynamic viscoelastic properties of solid-state materials at frequencies higher than 1 kHz2017

    • 著者名/発表者名
      Shinji Koganezawa, Yuta Katsuta, Renguo Lu, Hiroshi Tani, Norio Tagawa
    • 雑誌名

      Rheologica Acta

      巻: 56 ページ: 477-486

    • DOI

      10.1007/s00397-017-1010-7

    • 査読あり
  • [学会発表] ポリエチレングリコール潤滑油中のカルシウム添加剤のトライボケミカル反応2018

    • 著者名/発表者名
      飯田光,谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部 第93期定時総会講演会
  • [学会発表] 転がり軸受用摩擦帯電回転速度センサの開発2018

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,沖塩大樹,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      IIP2018 日本機械学会 情報・知能・精密機器部門 講演会
  • [学会発表] SiC表面分解法により作成したグラフェンの摩擦特性2018

    • 著者名/発表者名
      渡部大煕,谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会 関西支部 第93期定時総会講演会
  • [学会発表] レーザ加熱時のPFPE潤滑膜分子の構造変化2018

    • 著者名/発表者名
      芝原悠太,谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      IIP2018 日本機械学会 情報・知能・精密機器部門 講演会
  • [学会発表] Smear growth on head slider surface from siloxane outgas on heat assisted magnetic recording2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani,Norio Tagawa,Shinji Koganezawa,Renguo Lu
    • 学会等名
      ASME 2017 Conference on Information Storage and Processing Systems
    • 国際学会
  • [学会発表] Taro-Leaf Inspired Patterning of Oleophobic Surfaces with High Wear Resistance2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani,Naoya Yamashita,Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Drag Friction Control in Laminar Airflow in Circular Pipe Using Permanent Magnets2017

    • 著者名/発表者名
      H.Tani,T.Matsui,S.Koganezawa N.Tagawa
    • 学会等名
      Intermag 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of laser heating on nanoscale wear of DLC thin films in air environment2017

    • 著者名/発表者名
      Norio Tagawa,Hiroshi Tani,Shinji Koganezawa,Renguo Lu
    • 学会等名
      Intermag 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] In situ Micro-FTIR Spectroscopic Observation on Shear-induced Molecular Orientation of Carboxylic Acids2017

    • 著者名/発表者名
      Renguo Lu,Shigeyuki Mori,Hiroshi Tani,Norio Tagawa,Shinji Koganezawa
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of Tribofilm Growth and Friction Coefficient Microscopy of Tribofilms2017

    • 著者名/発表者名
      Sora Shiode,Renguo Lu,Hiroshi Tani,Norio Tagawa,Shinji Koganezawa
    • 学会等名
      World Tribology Congress 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Tribofilm Growth and the Friction Coefficient Microscopy2017

    • 著者名/発表者名
      Renguo Lu, Hiroshi Tani, Norio Tagawa, Shinji Koganezawa
    • 学会等名
      6th European COnference on TRIBology
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption Properties of an Ultrathin PFPE Lubricant with Ionic End-groups for DLC Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Renguo Lu, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      The 28th Magnetic Recording Conference 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Adsorption Properties of an Ultrathin PFPE Lubricant with Ionic End-groups for DLC Surfaces2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Tani, Renguo Lu, Shinji Koganezawa, Norio Tagawa
    • 学会等名
      Eighth Advanced Forum on Tribology 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] 境界潤滑におけるカルボン酸会合体摩擦特性の温度依存性2017

    • 著者名/発表者名
      塩出空,呂仁国,谷弘詞,多川則男,小金沢新治,森誠之
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017春 東京
  • [学会発表] カーボンナノファイバー膜を有するSiCのトライボロジー特性2017

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,山下正博,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017春 東京
  • [学会発表] レーザ照射によるヘッドスメア成長におよぼす潤滑膜の影響2017

    • 著者名/発表者名
      上更家勇樹,谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      日本機械学会2017年度年次大会
  • [学会発表] 接触型トライボチャージ発電器の開発2017

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋 高松
  • [学会発表] TOF-SIMSを用いた超薄膜潤滑膜末端の深さ方向分析および分子量分布分析2017

    • 著者名/発表者名
      芝原悠太,谷弘詞,張蕾,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋 高松
  • [学会発表] メニスカスフリー潤滑膜による磁気ヘッドのクリアランス特性向上2017

    • 著者名/発表者名
      谷弘詞,呂仁国,小金沢新治,多川則男
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋 高松
  • [学会発表] パルスレーザ照射による局所的加熱を受ける超薄膜液体潤滑膜の減耗特性2017

    • 著者名/発表者名
      多川則男,谷弘詞,上更家勇樹,呂仁国,小金沢新治
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋 高松
  • [学会発表] DLCコーティングによる軸受鋼への水素侵入の抑制に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      塩出空,呂仁国,谷弘詞,多川則男,小金沢新治
    • 学会等名
      トライボロジー会議2017秋 高松
  • [備考] 関西大学学術情報システム

    • URL

      http://gakujo.kansai-u.ac.jp/profile/ja/02f9IbaXla514aCf7d9a0fc0d6.html

  • [備考] 谷弘詞 研究紹介

    • URL

      http://www2.ipcku.kansai-u.ac.jp/~hrstani/paper.htm

  • [産業財産権] 状態計測装置2018

    • 発明者名
      谷 弘詞
    • 権利者名
      谷 弘詞
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2018-038692

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公開日: 2018-12-17  

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