2002 Fiscal Year Annual Research Report

摩擦の物理

Research Project

Project/Area Number	12640374
Research Institution	OSAKA UNIVERSITY
Principal Investigator	松川宏大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20192750)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	川口高明島根大学, 教育学部, 助教授 (10273913) 多々良源大阪大学, 大学院・理学研究科, 助手 (10271529)
Keywords	摩擦 / ピン止め / 潤滑 / 電荷密度波 / 磁束格子 / トライボロジー / ナノテクノロジー / ナノマシーン
Research Abstract	固体界面間の滑り摩擦については古くから多くの研究が行われてきた。近年ではミクロ・ナノスケールの摩擦の研究が始まり、その特異な振る舞いが注目を集めている。界面摩擦に類似の現象は、密度波や超伝導体中の磁束格子のピン止めと運動など、固体内でも観測される。これら多様な系の摩擦現象には多くの共通する性質があるが、個性もある。その物理に関しては基本的な多くの問題が未解決である。本計画では様々なスケールの界面摩擦をそれぞれのスケールに適したモデルに基づき調べ、摩擦機構の統一的理解、摩擦の普遍性と多様性の解明を図った。具体的実績を以下に挙げる。 i)滑り面の一方の結晶の原子を固定した2次元モデルにより次のことを明らかにした。・外力と運動の方向がずれる場合がある。・乱れが静摩擦力を小さくする場合がある。・運動状態は動的ブラッググラス相と呼ばれる特異な秩序を持つ。・動いていても、速度に垂直な方向には有限の静摩擦力が働く。 ii)介在物のある滑り摩擦の有効モデルをつくり、静摩擦力の特異な振る舞い、これまでの考えとは逆に介在物の結晶秩序が強まることにより滑りやすくなる現象などを発見した。 iii)グラファイトは摩擦係数の低い良い固体潤滑剤である。グラファイトフレーク-グラファイト基盤間の摩擦のシミュレーションにより、初めてその低摩擦係数を再現し、その機構を明らかにした。また荷重依存性などグラファイトの摩擦力顕微鏡実験の結果を説明することに成功した。 iv)様々な摩擦現象はピン止めのある弾性体モデルにより表すことが可能だが、そこでは塑性変形の効果が無視される。塑性変形の効果を取り入れたモデルの詳細な解析により、その特異な振る舞いと,その機構を初めて明らかにした。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Friction, order and transverse pinning of two-dimersional elastic lattice under periodic and impurity potentials"Phys. Rev. B.. 61・24. R16366-R16369 (2000)
[Publications] Masanori Yumoto, Hidetoshi Fukuyama, Hiroshi Matsukawa, Naoto Nagaosa: "Imqurity Effects on Quantum Depinning of Commensurate Charge Density Waves"J. Phys. Soc. Jpn.. 69・9. 2953-2961 (2000)
[Publications] H.Matsukawa, T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Atmically Clean Surfaces and Effects of Impurities"Tribology Letters. 9. 105-110 (2000)
[Publications] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Simulation atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. 8・5. 447-452 (2001)
[Publications] 松下勝義, 松川宏, 佐々木成朗: "グラファイト上の摩擦力顕微鏡のシミュレーション"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 29 (2002)
[Publications] 松川宏: "ナノスケール潤滑剤層の有効ハミルトニアン"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 57 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

摩擦の物理

Principal Investigator

松川 宏 大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20192750)

Research Products

[Publications] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Friction, order and transverse pinning of two-dimersional elastic lattice under periodic and impurity potentials"Phys. Rev. B.. 61・24. R16366-R16369 (2000)

[Publications] Masanori Yumoto, Hidetoshi Fukuyama, Hiroshi Matsukawa, Naoto Nagaosa: "Imqurity Effects on Quantum Depinning of Commensurate Charge Density Waves"J. Phys. Soc. Jpn.. 69・9. 2953-2961 (2000)

[Publications] H.Matsukawa, T.Kawaguchi: "Numerical and Theoretical Study of Friction between Atmically Clean Surfaces and Effects of Impurities"Tribology Letters. 9. 105-110 (2000)

[Publications] T.Kawaguchi, H.Matsukawa: "Numerical Simulation atomic-scale friction between solid surfaces"Surface Review & Letters. 8・5. 447-452 (2001)

[Publications] 松下勝義, 松川 宏, 佐々木成朗: "グラファイト上の摩擦力顕微鏡のシミュレーション"日本トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 29 (2002)

[Publications] 松川 宏: "ナノスケール潤滑剤層の有効ハミルトニアン"日本トライボロジー学会 トライボロジー会議予稿集. 57 (2002)

松川宏大阪大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (20192750)

[Publications] 松下勝義, 松川宏, 佐々木成朗: "グラファイト上の摩擦力顕微鏡のシミュレーション"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 29 (2002)

[Publications] 松川宏: "ナノスケール潤滑剤層の有効ハミルトニアン"日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集. 57 (2002)