2019 Fiscal Year Annual Research Report
Structural Analysis of Lubricants under High Shear Stress by Combined Use of Quantum Beam Small-Angle Scattering and Rheometer
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18K18815
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
平山 朋子 京都大学, 工学研究科, 教授 (00340505)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大場 洋次郎 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 物質科学研究センター, 研究副主幹 (60566793)
佐藤 信浩 京都大学, 複合原子力科学研究所, 助教 (10303918)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | トライボロジー / 潤滑 / 粘度指数向上剤 / 小角散乱法 / 構造解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械工学技術において、要素間の摩擦およびそれに伴う摩耗の発生に関する諸問題は極めて重要な課題であり、トライボロジー分野において多くの研究が行われている。近年の更なる省エネルギー化の流れに伴って低摩擦摺動実現の必要性は日増しに高まっており、特にエンジンオイル等においては、その実現のためにオイルの低粘度化が急速に進められている。オイルが低粘度化すれば粘性によるせん断抵抗は小さくなる反面、油膜切れが生じやすくなり、起動停止時の焼付きが問題となる。そのようなシビアな潤滑状態において温度上昇によるオイルの低粘度化を抑制するのが粘度指数向上剤（Viscosity Index Improver，VII）である。VIIは温度に応じて基油への相溶性が変化し、その効果で分子の大きさを変化させてオイルの低粘度化を防ぐとされているものの、基油中でのVII分子の大きさを測定した事例は極めて少ない。そこで今年度は一般的なVIIを対象として、温度が異なるモデル基油（スクワラン）中でのその分子サイズをX線小角散乱法（SAXS）および中性子小角散乱法（SANS）にて測定した。その結果、主に以下の結果を得た。
・スクワラン中のConventional-PMA分子の慣性半径は、温度の上昇に伴って微増傾向を示すことが分かった。一方、スクワラン中のComb-PMA分子は、低温域では収縮して会合体を形成しているものの、昇温に伴って拡がりながら分離することで流体力学半径が増加することが分かった。
・SAXSでは潤滑油中のVIIのサイズの把握が可能であり、SANSではサイズに加えてより細かいVII分子の形態把握が可能であった。さらにDLSによる情報も加えることによって、油中でのVII分子のサイズや構造が推定できることを示した。
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Research Products
(2 results)
