| 研究実績の概要 |
本研究では、石英質物質を用いた摩擦実験と摩擦面接触部のナノスケール三次元物質解析を行うことで、摩擦面真実接触部の変形構造と力学特性の詳細を明らかにし、摩擦強度弱化挙動の機構を解明することを目的として研究をすすめてきた。
最終年度である本年度は、本研究で得られた石英の摩擦に及ぼす湿度の影響とナノスケール摩擦表面の構造および水分析の結果を総合して、ガウジ接触部の水架橋起因の吸着力を考慮に入れた摩擦素過程モデルを構築した。このモデルでは、水架橋起因の吸着力が発生することで摩擦面の垂直応力が増大することが、摩擦の湿度依存性を説明する。考察の結果、予測される摩擦への湿度影響は実験結果と整合的であった。本年度はさらに、昨年度に明らかになった実験手法上の課題にも取り組んだ。人工水晶試料について、相対湿度が0-30%RHの範囲での一定荷重下の圧子押し込み試験モードにおいて、最大荷重における負荷保持時間の経過とともに圧子押し込み深さのデータが不規則に変動する様子が認められる場合があり、温度変化に伴う装置剛性変化の影響が現れている可能性がある。この、水晶の微小領域押し込み実験データに関して、本年度は環境温度変化の影響を評価することを目的とした実験を再度実施し、新たな手法によるデータ解析を実施した。温度変化が測定結果に及ぼす影響について、Liu et al., (2014)によって提案された高歪み速度載荷手法を取り入れることでその補正を試みた結果、昨年度に実施した測定結果と比較して改善が見られなかった。測定中の温度変化は±0.3℃以内に抑えられていることも考え合わせると、深さ出力の不規則変動は、温度以外の要素に起因する可能性があり、今後の課題となった。
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