| 研究課題/領域番号 |
16H04252
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
野老山 貴行 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (20432247)
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| 研究分担者 |
月山 陽介 新潟大学, 自然科学系, 助教 (00533639)
山口 誠 秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (90329863)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | トライボロジー / DLC / 蛍光発光 / 顕微鏡 / その場観察 |
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| 研究実績の概要 |
炭素系硬質薄膜であるDLC膜は低摩擦，高い耐摩耗性，低相手攻撃性などの優れた特徴を有することから，自動車産業をはじめとして多くの分野で使用されている．化学的不活性であるはずのDLC膜だが，エンジン油のような多くの添加剤を含む潤滑条件下において，非常に摩耗が促進する状況が発生している．特に添加剤のトライボケミカル反応に伴い生成される粒子あるいは酸化物が摩擦面内にかみ込まれることで，摩耗を非常に促進している可能性がある．現在市場で使用されている有機金属元素を含む添加剤として硫黄，リン，亜鉛の使用量を減少させることが欧州を中心として促進されており，代替添加剤とDLC膜との摩擦面内トライボケミカル反応及びDLC膜の結晶構造変化への酸化物，粒子形状の影響は全く定かにされていない．ここで重要な点は，トライボケミカル反応場を直接観察する手法として，赤外分光法などの光学的手法のみが可能性を持っているが（もっと分解能の高い走査型電子顕微鏡では摩擦面内を直接観察できない），入射光を反射する機構での観察では直径0.3 um以下を識別できない問題点があった．以上のような状況を鑑み，申請者は，「摩耗粒子自身を発光させ，直径0.3 um以下の粒子を直接観察できる」機構を発案した．これまでに三酸化モリブデンを蛍光発光させ，境界潤滑条件にて摩擦面内への入り込みをその場観察できている．その結果，DLC膜の比摩耗量に及ぼす粒子の影響が明らかになってきている．一方，粒子の摩擦面内への入り込みのみが発生して，摩擦面内において化学反応が促進されているか否かはまだ明らかではない．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
蛍光発光標識法を用いた粒子の摩擦面内への入り込みの観察に成功しており，現在摩擦面内での粒子挙動解明のため，動画から粒子の挙動を明らかにするためのソフトウェアの購入検討に入っている．また，摩擦面内のラマン分光分析を可能とするためのフィルタ購入について，2枚のNDフィルタを用いたフィルタリング技術について可能性を検討している．いずれも29年度実施計画のために必要な技術で，今年度中に開発が成功するものと考えられる．また，DLC膜の摩耗に及ぼす三酸化モリブデンの影響のみならず，Mo2Cや有機モリブデンなど複数の中間生成体について，研究協力先であるJXエネルギー㈱と連絡を取り合っているところである．
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| 今後の研究の推進方策 |
DLC膜の摩耗粉収集のため，真空ポンプを備えたフィルタ収集技術が名古屋大学の所属研究室にあり，現在稼働のための準備を行っている．以前使用していたこともあるため，作業は可能と考えられている．また，名古屋大学の超高圧顕微鏡施設と今後連絡を取り，摩耗粉の透過型電子顕微鏡観察の可能性有無について検討を新たに行う．
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