| 研究課題/領域番号 |
17560128
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
高木 誠 愛知工業大学, 工学部, 教授 (40288428)
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| 研究分担者 |
松室 昭仁 愛知工業大学, 工学部, 教授 (80173889)
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| キーワード | マイクロ / ナノトライボロジー / 走査プローブ顕微鏡(SPM) / 透過電子顕微鏡(TEM) / Si単結晶 / 金属ガラス / ナノ / マイクロ加工 / 転位 |
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| 研究概要 |
1.Si単結晶におけるナノスケールの摩擦現象の解明と潤滑効果
Si単結晶を試料として、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて極微小荷重で引掻き摩擦を行い、それに伴う表面の微構造変化を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて詳細に調べた。Si単結晶表面にマイクロ摩擦で生じた極微小な引掻き摩耗痕の断面をTEM観察した結果、摩耗痕表面に小さな転位ループの発生を観察することができた。回折条件を変えて転位を観察するコントラスト実験を行うことにより、それらの転位ループが{111}容易すべり面上に存在し、摩擦に伴い塑性変形が起こっていることが明らかになった。また、荷重20μN以上では、転位だけではなくアモルファス相も観察された。
磁気ディスク用の有機潤滑膜を表面に形成したSi単結晶について上記と同様の実験を行った結果、同一荷重の引掻き摩擦により表面に発生する転位やアモルファス相は無潤滑下に比べて少なく、潤滑効果があると考えられるが、今後もう少し検討する必要がある。
2.金属ガラス及びナノ結晶金属材料の創製と摩擦現象の解明
金属ガラスは高強度を有する材料として注目されているが、そのトライボロジー特性を走査電子顕微鏡(SEM)内引掻き摩擦試験装置などを用いて調べ、それに伴う表面の微構造変化を透過電子顕微鏡(TEM)を用いて詳細に調べた。その結果、Co基金属ガラスはZr基金属ガラスに比べて生じる摩耗痕が小さく、耐摩耗材料として知られている結晶質Co合金のステライトと同等の高い耐摩耗性を有することが明らかになった。またCo基金属ガラスの摩擦に伴う表面構造変化は、低荷重の引掻きでは見られなかったが、高荷重・長時間の摩擦ではわずかに結晶化が観察された。
それとは別に、組織を微細化したAl合金試料を作製する研究を試み、ECAP法で作製することができた。
3.走査トンネル顕微鏡(STM)を用いたナノ加工における摩擦と電界の効果の解明
STMを用いた摩擦によるナノ加工とそれに電界を作用させた場合の加工に及ぼす効果を調べるために、加工面の構造変化をTEMを用いて詳細に調べた。その結果、電界を作用させない摩擦加工に比べて、電界を作用させた場合には表面に発生する転位等の格子欠陥が少なくなることが明らかになった。
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