| 研究課題/領域番号 |
25420089
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
|---|
研究代表者 |
竹市 嘉紀 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40293758)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 固体潤滑剤 / 高温 / モリブデン酸銅 / モリブデン酸塩 / 還元反応 / 軟質金属 |
|---|
| 研究概要 |
本研究は高温雰囲気で擦れあう摩擦部品に対して，摩擦抵抗ならびに部品の摩耗量を低減するための優れた固体潤滑剤を得ることを目的としている．我々の先行研究で，モリブデン酸銅であるCu3Mo2O9およびCuMoO4は，CuOおよびMoO4混合粉末の加熱により得られることが明らかとなっており，ステンレス鋼同士の摩擦界面に供給することで500～700℃の高温環境下で優れた潤滑性を示すことが明らかになっている．また，この潤滑機構として，酸化金属が高温で軟化すること以外に，還元反応による純金属の生成が考えられたことから，加熱加圧試験を実施し，鉄系材料間に挟み込まれたモリブデン酸銅中の金属銅の生成を確認した．本年度はモリブデン酸亜鉛，モリブデン酸鉛，モリブデン酸銀（Ag2MoO4）を対象とし，これら材料の高温での潤滑特性をステンレス基材間の摩擦面に供給し，その潤滑特性を調べた．モリブデン酸銀については，室温から温度上昇とともに摩擦係数が低下し，500℃で最も低い摩擦係数を示し，その後は温度の上昇とともに摩擦係数も上昇した．良好な摩擦係数を示した試料では摩擦面に酸化銀ではなく金属銀が検出され，温度の上昇とともに軟質な金属銀が生成されることが潤滑性向上の原因と考えられた．モリブデン酸亜鉛については，基材への付着性が乏しく，今年度調査した３種のモリブデン酸塩の中で潤滑性が劣っていた．モリブデン酸鉛についても室温から温度の上昇とともに摩擦係数が低下し，600℃で３種類のモリブデン酸塩の中で最も低い摩擦係数を示した．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
鉄系材料に挟み込んだモリブデン酸銅を加熱することによって，金属銅が生成されることが確認でき，摩擦界面のような酸素供給が少なくなるような状態では，軟質な金属の生成が摩擦特性を改善できる可能性が示唆された．また，モリブデン酸銀ではモリブデン酸銅と同様にして，良好な潤滑状態を示した場合には軟質金属の生成が確認でき，モリブデン酸銅で見られた低摩擦発現の機構が同様に生じている可能性が示唆された．
これらの成果の一部について，2013年秋に開催されたWorld Tribology Congress 2013（Trino, イタリア）において学会発表を行い，活発な意見交換がなされた．また，この成果をまとめ，Tribology Onlineに投稿した．
|
| 今後の研究の推進方策 |
モリブデン酸銀が軟質金属を生成して低摩擦を発現する一方，モリブデン酸鉛については軟質金属の生成をしなくても低摩擦を示した．もちろん，鉛事態が環境負荷物質であるため，実用は検討事項ではないが，高温での優れた潤滑特性は他のモリブデン酸銅と比較しても優れている．従って，この潤滑性発現メカニズムを明らかにしていくことは，他の高温固体潤滑剤の開発に有用な知見を得られるものと考えられることから，引き続きそのメカニズム解明の研究を実施していく．
一方，基材として用いているステンレス鋼に対し，耐熱合金を基材に用いた摩擦試験の結果，いずれのモリブデン酸銅においても摩擦係数が低下する傾向が見られ，分析の結果，摩擦界面に潤滑剤が多く残存することがわかっている．耐熱合金は高価な材料であり，多様はできないが，耐熱合金を使うべき箇所にこれらのモリブデン酸塩系固体潤滑剤を用いることで，しゅう動特性を改善できる可能性がある．基材の違いがしゅう動特性に及ぼす影響について，並行して調べる必要がある．
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
学会発表を予定より前倒しで行い，その代わり，購入予定の物品を２年目に先送りしたため，使用額に変更が生じた．
２年で１年目に購入予定だった物品の購入ならびに分析経費等を支出する予定．
|
