• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2010 年度 実績報告書

硬質炭素膜を用いた極限環境適応型スマートコーティング

研究課題

研究課題/領域番号 20360380
研究機関東北大学

研究代表者

高木 敏行  東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065)

研究分担者 三木 寛之  東北大学, 流体科学研究所, 講師 (80325943)
竹野 貴法  東北大学, 国際高等研究教育機構, 助教 (00451617)
足立 幸志  東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10222621)
キーワードトライボロジー / 硬質炭素膜 / 耐環境性 / スマートコーティング
研究概要

本研究ではナノクラスタ金属を分散させた硬質炭素膜(Me-DLC)について耐環境機械特性及び電気伝導性を制御し、機能性の定量的な評価を行っている。硬質炭素の特性を生かした摺動部材としての極限環境に適応可能なスマートコーティング技術を確立することを目的としている。今年度は導電性硬質炭素膜の動的接触のモデル化に関して、以下の項目を実施した。1)硬質炭素膜の電気伝導モデルの構築: 現象論的な物理的モデルに基づき、導体(金属クラスタ)-絶縁体(DLC)複合材に関する電気伝導モデルを構築した。ここでは、ミクロ構造であるナノスケールの金属クラスタがDLC膜中に均一分散するマクロな電気伝導モデルを用いて実験値を解析し、定量的な電気伝導モデルを示した。2)硬質炭素多層膜の高真空環境摩擦摩耗特性の評価: 本研究ではこれまでにMe-DLCを多層化することにより高真空環境下においても良好な摩擦摩耗特性、耐剥離性の向上を見出した。より面圧の厳しい実条件への適用を可能にするため、炭化水素系の多アルキルシクロペンタン油を用いた高真空環境下における摺動試験を行った。ここでは、金属を含まないDLCの下地としてMe-DLC膜を導入したDLC多層膜で真空中摩擦係数及び耐摩耗性が従来のDLCに比べて非常に優れることを示した。3)硬質炭素膜のナノスケール接触モードと電気伝導の関係評価: 従来の摩擦摩耗現象の計測では動的現象である摩擦を静的なパラメータを代用的に用いてきた。ここでは、摩擦摩耗現象を動的に計測し、摩擦に伴う機械的・化学的特性め変化によってもたらされる接触抵抗の変化機構を詳細に検証することによって、接触面に形成される金属を主体とする移着膜が摩擦摩耗特性に影響を及ぼす現象のモデルを提案した。

  • 研究成果

    (27件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (21件)

  • [雑誌論文] Metal-containing Diamond-like Carbon Coating as a Smart Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Takagi, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki
    • 雑誌名

      Materials Science Forum

      巻: 638-642 ページ: 2103-2108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fabrication of copper-nanoparticle embedded in amorphous carbon films and their electrical conductive properties2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takeno, Takeshi Ohno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 33 ページ: 935-940

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of electrical properties of metal-containing amorphous carbon coatings for strain sensor application2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ohno, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 33 ページ: 705-711

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deposition and structural analyses of molybdenuin-disulfide (MoS2)-amorphous hydrogenated carbon (a-C:H) composite coatings2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takeno, Shingo Abe, Koshi Adachi, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      Diamond & Related Materials

      巻: 19 ページ: 548-552

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 繰り返し曲げ試験による形状記憶合金上に作製したタングステンを含むDLC膜の疲労評価2010

    • 著者名/発表者名
      塩田浩之, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 76 ページ: 745-748

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evaluation of fatigue strength of Me-DLC coating on NiTi shape memory alloy for medical applications2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Shiota, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 雑誌名

      International Journal of Applied Electromagnetics and Mechanics

      巻: 33 ページ: 947-952

    • 査読あり
  • [学会発表] 金属-炭素ナノ複合薄膜を用いた振動モニタリングセンサの開発2011

    • 著者名/発表者名
      大野威, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第46期講演会
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2011-03-15
  • [学会発表] SiC粒子を分散させた非晶質炭素膜の摩擦挙動の評価2011

    • 著者名/発表者名
      澤野正樹, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      東北学生会 第41回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] 金属粒子を分散させた非晶質炭素膜の摩擦挙動と電気伝導の特性の評価2011

    • 著者名/発表者名
      齋藤勇人, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      東北学生会 第41回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      盛岡市
    • 年月日
      2011-03-03
  • [学会発表] CarbonCoat : Tribologically-based Design Strategies for Advanced Carbon Coatings2011

    • 著者名/発表者名
      H.Miki, J.Fontaine, T.Sugawara, T.Takagi, T.Takeno, K.Adachi, K.Ito, M.Ruet, S.Bec, C.C.Guerret-Piecourt, M.Belin
    • 学会等名
      2011 Annual ELyT lab Workshop
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2011-02-24
  • [学会発表] Tribological behavior of nanocomposite diamond-like carbon coatings deposited by the CVD-PVD hybrid technique2010

    • 著者名/発表者名
      T.Takeno, J.Fontaine, M.Goto, K.Ito, H.Miki, T.Le Mong, K.Adachi, M.Belin, T.Takagi
    • 学会等名
      2011 Annual ELyT lab Workshop
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-11-23
  • [学会発表] Carbon-based nanostructured coatings on NiTi shape memory alloy for biomedical applications2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takeno, Hiroyuki Shiota, Hiroyuki Miki, Toshiyuki. Takagi, Yun Luo
    • 学会等名
      5th International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials", NANOSMAT-5
    • 発表場所
      上海,中国
    • 年月日
      2010-11-12
  • [学会発表] Dynamic Strain Measurements using a Novel Metal-containing Amorphous Carbon Sensor2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ohno, Yecheng Wang, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-03
  • [学会発表] Nondestructive Method for Evaluation of Surface or Subsurface Area2010

    • 著者名/発表者名
      Hak-Joon Kim, Sung-Jin Song, Sung-Duk Kwon, Toshiyuki Takagi, Tetsuya Uchimoto, Hiroyuki Miki
    • 学会等名
      IFS Collaborative Research Forum (AFI/TFI-2010)
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Triboloical Behavior and Electrical Contact Resistance of Metal-Containing DLC Coating for electrically Conductive Tribo-Elements2010

    • 著者名/発表者名
      Julien Fontaine, Michel Belin, Toshiyuki Takagi, Hiroyuki Miki, Koushi Adachi, Takanori Takeno, Minoru Goto, Kousuke Ito
    • 学会等名
      IFS Collaborative Research Forum (AFI/TFI-2010)
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Evaluation of adhesive strength of tungsten-containing diamond-like carbon films On NiTi shape memory alloy using film-cracking technique2010

    • 著者名/発表者名
      Francisco Palazon, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Effect of Configuration of Fine Structure on Sliding Surface on Micro-/Nanoscale Gas-Film Lubrication2010

    • 著者名/発表者名
      Susumu Isono, Masashi Yamaguchi, Shigeru Yonemura, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-02
  • [学会発表] Concurrent Use of Diamond-like Carbon Coating and Multiply-alkylated Cyclopentane for Vacuum Lubrication2010

    • 著者名/発表者名
      Masanori Iwaki, Shingo Obara, Shuichi Watanabe, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-01
  • [学会発表] Tribological Behaviour of Nanocluster Silicon-Containing Diamond-like Carbon Coatings under Different Load Conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Miki, Toshifumi. Sugawara, Maxime Ruet, Kosuke Ito, Takanori Takeno, Julien Fontaine, Michel Belin, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      Seventh International Conference on Flow Dynamics
    • 発表場所
      仙台市
    • 年月日
      2010-11-01
  • [学会発表] マイクロ・ナノスケール気体潤滑における摺動表面微細構造の形状の影響2010

    • 著者名/発表者名
      磯野晋, 山口雅志, 米村茂, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会第88期流体工学部門講演会
    • 発表場所
      米沢市
    • 年月日
      2010-10-31
  • [学会発表] Tribological behavior of Cu-DLC nanocomposite coatings in ultra-high vacuum2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takeno, Julien Fontaine, Minoru Goto, Maxime Ruet, Thierry Le.Mogne, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi, Michel Belin
    • 学会等名
      5th International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials", NANOSMAT-5
    • 発表場所
      Reims,フランス
    • 年月日
      2010-10-22
  • [学会発表] Tribological Properties of DLC Films with Metal-doped Under Layer in Vacuum2010

    • 著者名/発表者名
      Koji Matsumoto, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki
    • 学会等名
      5th International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials", NANOSMAT-5
    • 発表場所
      Reims,フランス
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Tribological behaviour of nanocluster silicon-containing diamond-like carbon coatings under different load conditions2010

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Miki, Toshifumi Sugawara, Maxime Ruet, Kosuke Ito, Takanori Takeno, Julien Fontaine, Michel Belin, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      5th International Conference on Surfaces, Coatings and Nanostructured Materials", NANOSMAT-5
    • 発表場所
      Reims,フランス
    • 年月日
      2010-10-20
  • [学会発表] Fabrication of strain sensor utilizing tungsten-doped amorphous carbon2010

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Ohno, Takanori Takeno, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi
    • 学会等名
      21th European Conference Diamond, Diamond-like Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides
    • 発表場所
      Budapest,ハンガリー
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] Quantitative evaluation of adhesion strength of tungsten-containing diamond-like carbon coatings on NiTi shape memory alloy2010

    • 著者名/発表者名
      Takanori Takeno, Hiroyuki Shiota, Hiroyuki Miki, Toshiyuki Takagi, Yun Luo
    • 学会等名
      21th European Conference Diamond, Diamond-like Materials, Carbon Nanotubes and Nitrides
    • 発表場所
      Budapest,ハンガリー
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] タングステンを含む非晶質炭素膜の作製と歪みセンサとしての機能性の検討2010

    • 著者名/発表者名
      大野威, 竹野貴法, 三木寛之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-09-06
  • [学会発表] 形状記憶合金上に作製した金属を含有する非晶質炭素膜の疲労強度評価2010

    • 著者名/発表者名
      三木寛之, 竹野貴法, 塩田浩之, 高木敏行
    • 学会等名
      日本機械学会2010年度年次大会
    • 発表場所
      名古屋市
    • 年月日
      2010-09-06

URL: 

公開日: 2013-06-26  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi