| 研究課題/領域番号 |
22K20413
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪公立大学 |
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研究代表者 |
桑原 卓哉 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 講師 (10851917)
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| 研究期間 (年度) |
2022-08-31 – 2024-03-31
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| キーワード | セラミクス / 超潤滑 / 分子シミュレーション / 量子化学 |
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| 研究成果の概要 |
シリコン系セラミクスの無潤滑環境下での摩擦係数0.01以下の超潤滑を水素化アモルファスカーボンとの摩擦により実現した。シミュレーションと実験を組み合わせることにより、水素含有量による摩擦制御が可能であることを明らかにした。水素含有量の増加はシリコン系セラミクス表面への水素化アモルファスカーボンの移着を可能にする。水素化アモルファスカーボン同士のせん断により、水素化アモルファスカーボンが有する低摩擦特性を引き出すことが可能となる。一方、過剰の水素は、表面間の化学結合生成を抑制することから、適切な量の水素含有量が重要となることを見出した。明らかになった超潤滑メカニズムは、他材料にも適用可能である。
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| 自由記述の分野 |
トライボロジー
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
移着膜形成は、摩擦後の表面に一般的に観察される現象であり、低摩擦化の寄与が知られていた。一方、そのメカニズムや制御方針に関しては、ほとんど知られていなかった。そこで本研究では、シミュレーションによりその原子レベルのメカニズムを明らかにし、また水素含有量の制御により移着膜の形成及び摩擦特性を制御できることを見出した。また、得られた知見が他材料へ適用可能であることを示していることから、セラミクスに限らず、様々なトライボロジー材料の低摩擦を無潤滑環境下で引き出すことが可能になると考えられる。
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