研究課題
非平衡マグネトロンスパッタリング装置により、DLC、TiN、CrNの硬質薄膜を1〜2μmの膜厚でステンレス基板に成膜した。次に硬質薄膜を被覆した基板をフェムト秒レーザーナノ加工システムの精密3軸ステージに設置し、ステージのスキャン速度等を制御しながら、フェムト秒レーザーパルス(パルス幅180fs、繰り返し周波数1kHz)を約350μmのスポットで平面(15mm×15mm)上に照射した。レーザーの出力(100〜300mW)及びスキャン条件を変化させながら、科研費で購入したデジタルマイクロスコープと走査型電子顕微鏡でレーザー加工面を解析することにより、平面状に大体均一にナノ構造を加工する条件を明らかにした。ナノ構造を平面状に各種条件で加工したDLC、TiN、CrN薄膜に対し、機械部品レベルの実荷重領域の特性として、ボール・オン・ディスク型摩擦摩耗試験機で摩擦係数の変化を測定した。超硬と軸受鋼のボールを用いて0.5〜10Nの荷重で測定したところ、DLCが最も摩擦係数が小さく、DLCとTiNのレーザー加工面に対しては、軸受鋼ボールの時に摩擦係数が低下することなどが判明した。次にナノメカニカル試験装置(Triboscope)を用いて、ダイヤモンドチップによる超微小荷重(100〜2000μN)領域のナノスクラッチ試験を実施した。この領域ではDLCが最も摩擦係数が小さく、またレーザー照射によりナノ構造が形成されると摩擦係数が増加する傾向を示すことなどが明らかになった。
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Special issue of "NETSU SHORI" (Journal of the Japan Society for Heat Treatment) (掲載決定)
日本機械学会北陸信越学生会第38回学生員卒業研究発表講演会講演論文集
ページ: 71-72
Abstracts of 17^<th> International Federation for Heat Treatment and Surface Engineering Congress 2008 (17^<th>IFHTSE Congress 2008)
ページ: 254-254
