ナノメートル厚さの潤滑膜を用いた薄膜潤滑現象の多角的計測

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23246031
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 福澤 健二 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60324448)
• 研究分担者: 伊藤 伸太郎 名古屋大学, 大学院工学研究科, 講師 (50377826)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 潤滑 / マイクロ・ナノトライボロジー / 粘弾性計測 / 極微量潤滑 / 水晶振動子 / エリプソメトリー顕微鏡 / ハードディスク / マイクロマシン

研究概要

ハードディスクドライブなどの微小機械の潤滑技術として，摺動面にのみ液体潤滑膜を塗布するタイプの潤滑（薄膜潤滑）が期待されている．しかし，計測の困難さゆえ現象の定量化は十分進んでいない．本研究では，潤滑膜の発生する水平力・鉛直力および膜変形を同時計測する方法を構築し，薄膜潤滑の理論構築のための基盤的知見を得ることを目的とした．水平力・鉛直力計測のために，それぞれ，光ファイバプローブおよび水晶振動子を用いた音叉型センサを用いる方法を構築した．また，膜変形計測のために二段結像型エリプソメトリー顕微鏡を開発した．計測により従来の浸漬型潤滑とは異なる薄膜潤滑の理論基盤構築に重要な現象を明らかにした．

研究成果

• [雑誌論文] Novel Methods for Real-time Observation of Molecularly Thin Lubricant Films by Ellipsometric Microscopy : Application to Dewetting Observation (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Fukuzawa, Qingqing Liu, Takumi Tarukado, Yosuke Kajihara, Ryota Watanabe, Shintaro Itoh, Hedong Zhang
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.49, No.6 ページ: 2530-2534
  • 査読あり
• [雑誌論文] Theoretical and Experimental Study on Two-stage-imaging Microscopy Using Ellipsometric Contrast for Real-time Visualization of Molecularly Thin Films (2013)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kajihara, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Ryota Watanabe, Hedong Zhang
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: Vol.84 ページ: 053704 (9)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Simultaneous Measurement of Film Deformation and Friction Force during Shearing nm-thick Lubricants (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kajihara, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Ryota Watanabe, Hedong Zhang
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.48, No.11 ページ: 4455-4458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vertical-Objective-Based Ellipsometric Microscope for Real-time Observation of nm-Thick Lubricant Films (2012)
  • 著者名/発表者名: Qingqing Liu, Kenji Fukuzawa, Yosuke Kajihara, Hedong Zhang, Shintaro Itoh
  • 雑誌名: Tribology Online 巻: Vol.7, No.3 ページ: 139-146
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Method for Measuring Normal Forces with Accurate Gap Control Using a Microfabricated Quartz Resonator for Lubrication at Nanometer Gaps (2011)
  • 著者名/発表者名: Kenji Fukuzawa, Yuki Yamauchi, Yusuke Naito, Shintaro Itoh, Hedong Zhang
  • 雑誌名: Tribology Letters 巻: Vol.43, No.2 ページ: 121-128
  • 査読あり
• [雑誌論文] Real-time Visualization of a Shearing Nanometer-thick Lubricant Film by Two-stage Imaging Ellipsometric Microscopy (2011)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kajihara, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Hedong Zhang
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Magnetics 巻: Vol.47, No.10 ページ: 3441-3444
  • 査読あり
• [学会発表] エリプソメトリー顕微鏡を用いたナノ厚さ潤滑膜の修復過程のリアルタイム可視化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡辺亮太,福澤健二,伊藤伸太郎,張賀東
  • 学会等名: 日本機械学会情報・知能・精密機器部門(IIP 部門)講演会 (IIP2014)
  • 発表場所: 東洋大学(東京都)
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Highly Sensitive Normal Force Measurement with Accurate Sliding Gap Control for Evaluation of Boundary and Thin-film Lubrication Phenomena (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Fukuzawa, Tomoya Takaba, Shintaro Itoh, Hedong Zhang
  • 学会等名: 5th World Tibology Congress (WTC2013)
  • 発表場所: Palaolimpico (Torino, Italy)
  • 年月日: 2013-09-11
• [学会発表] Novel Methods for Real-time Observation of Molecularly Thin Lubricant Films by Ellipsometric Microscopy (2012)
  • 著者名/発表者名: Kenji Fukuzawa, Yosuke Kajihara, Qingqing. Liu, Takumi Tarukado, Ryota Watanabe, Shintaro Itoh, Hedong Zhang
  • 学会等名: The Asia-Pacific Magnetic Recording Conference (APMRC 2012)
  • 発表場所: Equarius Hotel (Singapore)
  • 年月日: 2012-11-01
• [学会発表] Improvement of Thickness Resolution on Two-Stage Imaging Ellipsometric Microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kajihara, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Ryota Watanabe and Hedong Zhang
  • 学会等名: 2012 ASME-ISPS /JSME-IIP Joint International Conference on Micromechatronics for Information and Precision Equipment (MIPE2012)
  • 発表場所: Santa Clara University (Santa Clara, USA)
  • 年月日: 2012-06-19
• [学会発表] Simultaneous Measurement of Film Deformation And Friction Force During Shearing nm-Thick Lubricants (2012)
  • 著者名/発表者名: Yosuke Kajihara, Kenji Fukuzawa, Shintaro Itoh, Ryota Watanabe, Hedong Zhang
  • 学会等名: IEEE International Magnetics Conference (INTERMAG 2012)
  • 発表場所: Vancouver Convention Centre (Vancouver, Canada)
  • 年月日: 2012-05-11
• [学会発表] Vertical-Objective-Based Ellipsometric Microscope for Real-time Observation of nm-Thick Lubricant Films (2011)
  • 著者名/発表者名: Qingqing Liu,Kenji Fukuzawa,Yosuke Kajihara, Hedong Zhang, Shintaro Itoh
  • 学会等名: International Tribology Conference Hiroshima 2011(ITC HIROSHIMA 2011)
  • 発表場所: International Conference Center Hiroshima(広島県)
  • 年月日: 2011-10-31
• [学会発表] ナノ隙間に閉じこめられた液体の粘弾性計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤伸太郎,福澤健二,張賀東
  • 学会等名: 第3回マイクロ・ナノ工学シンポジウム
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京都)
  • 年月日: 2011-09-27
• [備考]
  • URL: http://ayame.fukuzawa.nuem.nagoya-u.ac.jp