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2016 年度 実績報告書

革新的潤滑添加剤である酸化グラフェンを用いた歯車のピッチング損傷の抑止

研究課題

研究課題/領域番号 15K13858
研究機関岡山大学

研究代表者

木之下 博  岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (50362760)

研究分担者 大宮 祐也  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (40717203)
藤井 正浩  岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80209014)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワード酸化グラフェン / 疲労破壊 / ピッチング / 摩擦 / 摩耗
研究実績の概要

昨年度に、様々な酸化グラフェンを分散した潤滑油で実験を行うために、潤滑油量が少なくて済み、疲労破壊に達する繰り返し回数を測定するための転動試験機を4台試作した。これによって実験をスムーズに進む体制を整えた。さらに酸化グラフェンのPAOへの分散も適切な分散剤を用いることで沈殿することなく分散状態を長時間にわたり保つことが可能となった。
当初、ピッチングなどが生じる疲労破壊を、繰り返し回数を少なくして生じさせるために、焼き入れをしていないSUJ2基板を用いて実験を行ったが、疲労破壊よりも、摩耗の方が大きくなってしまった。そこで焼き入れし硬度の高いSUJ2基板を用いることで、繰り返し回数は大きくなったが摩耗が生じず疲労破壊を生じることができた。このような実験条件で無添加のPAOと酸化グラフェンを添加したPAOを用いて疲労破壊が生じる繰り返し回数を測定した。疲労破壊が生じる回数のワイブル分布を測定すると、明らかに酸化グラフェン分散PAOの方が、無添加のPAOよりも疲労破壊が生じる繰り返し回数が増加、すなわち疲労寿命が向上した。また転動痕を観察すると、無添加のPAOを用いた場合、疲労破壊と思われる多数の亀裂が生じていたが、酸化グラフェン分散PAOの場合はそのような亀裂がかなり少なくなっていた。このような亀裂は結果的に疲労破壊を誘発する。すなわち、酸化グラフェン分散PAOの場合は、亀裂が少なくなることで疲労寿命が向上したと思われる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] Investigations on Tribological Mechanisms of Graphene Oxide and Oxidized Wood-Derived Nanocarbons as Water-Based Lubricating Additives2016

    • 著者名/発表者名
      H. Kinoshita and Y. Nishina
    • 学会等名
      トライボロジー会議2016春
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-29
  • [学会発表] 水およびPAOに分散した木材由来ナノカーボンの摩擦特性2016

    • 著者名/発表者名
      木之下博、仁科勇太
    • 学会等名
      第16回機素潤滑設計部門講演会
    • 発表場所
      福井
    • 年月日
      2016-04-18 – 2016-04-19

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公開日: 2018-01-16  

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