2002 Fiscal Year Annual Research Report
窒素ガス吸着により発現する窒化炭素薄膜の超低摩擦機構の解明
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13450062
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加藤 康司 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50005443)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 健 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50332515)
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| Keywords | 窒化炭素 / 窒化ケイ素 / 窒素ガス / 不活性ガス / ダングリングボンド / グラファイト / 薄膜 / 低摩擦 |
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| Research Abstract |
本研究グループは,窒素雰曲気環境下でめ窒化炭素膜と窒化ケイ素セラミックスとの摩擦において,無潤滑の接触にもかかわらず0.01程度の低摩擦係数が発現することを発見している.
本研究は,この低摩擦を与え得るトライボエレメントの工業的応用を最終目的としている.
2年目の本年は,より安定した低摩擦を発現し,かつ摩耗が少ない摩擦対として窒化炭素膜同士の組み合わせを提案し,その摩擦特性に及ぼす成膜条件,摩擦条件,接触圧力,雰囲気ガスの影響を実験的に明らかにした.さらに安定して0.01の摩擦係数を発現するための必要条件を明らかにした.
本年の研究で明らかにされた結果を以下に示す.
(1)窒化炭素膜同士のすべり摩擦における窒素ガス吹き付け潤滑により0.01-0.02の安定した低摩擦が発現される.またそのときのボールの摩耗は,窒化炭素膜と窒化ケイ素の組み合わせと比較し5分の1の1.13×10^<-8>mm^3/Nmの低摩耗量が実現される.
(2)窒化炭素膜同士のすべり摩擦において不活性であるアルゴンガス及び二酸化炭素ガスの吹き付けにり,0.04-0.06の低摩擦が得られる.
(3)窒化炭素膜同士のすべり摩擦において低摩擦を得るための最適な窒素ガス供給量が存在し,その値は2.10cc/mm^2sである.
(4)窒化炭素膜同士のすべり摩擦の窒素ガス吹き付け潤滑において,摩擦により形成される摩擦表面の水及び酸素分子のダングリングボンドに対し窒素分子が吸着し,炭素膜表面がせん断抵抗の低いグラファイト構造となるため低摩擦が実現される.
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Research Products
(1 results)
