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2010 Fiscal Year Annual Research Report

10nmオーダすきまでの流体潤滑性能に及ぼす添加剤吸着層の影響

Research Project

Project/Area Number 22686019
Research InstitutionDoshisha University

Principal Investigator

平山 朋子  同志社大学, 理工学部, 准教授 (00340505)

Keywordsトライボロジー / 流体潤滑 / メゾすきま領域 / 添加剤吸着層 / レイノルズ方程式 / ナノテクスチャリング
Research Abstract

境界潤滑状態においては,表面突起間で生じる真実接触部での潤滑油・添加剤の挙動がその摩擦特性を大きく支配することは周知の事実である.しかしながら,近年,しゅう動部材の加工精度の向上に伴って非真実接触部における二面間のすきまも狭くなる傾向にあり,非真実接触部での潤滑特性の影響が相対的に大きくなっていることが指摘されている.これらの背景を踏まえ,本研究では10nm~100nmのメゾすきま領域に焦点を当て,固液界面の状態が流体潤滑性能に及ぼす影響を詳細に調べることを目的とした.特に,本研究では固液界面における添加剤吸着層の存在に着目し,その存在がメゾすきま領域での流体潤滑特性にどのような影響を及ぼすかを定量的に調査することとした.一般的なしゅう動速度条件下において,10~100nmのすきまで二平板を保持するには,動圧発生機構を利用すること以外では極めて困難である.よって,本研究では,フェムト秒レーザによる表面へのナノテクスチャリング加工を施した平板を用い,動圧発生に伴う自動すきま調整機構を有する平板-平板型摩擦試験機を開発した.それを用いて摩擦試験を行ったところ,最適設計したナノテクスチャ表面を用いた場合には高面圧・低速状態においても境界潤滑状態に至りにくく,広い条件範囲で流体潤滑状態が維持されることが確認できた.また,レイノルズ方程式を用いた解析により,そのときの流体潤滑すきまは100nm前後であり,平板間にメゾすきまが構成できていることを確認した.また別途,中性子反射率計を用いて金属表面に形成される添加剤吸着層の厚みを調べたところ,その厚みは,1-2nmのオーダであることが分かった.

  • Research Products

    (10 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (2 results) Presentation (7 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Direct Observation of Adsorbed Layer on Metal Surface Using Neutron Reflectometry2010

    • Author(s)
      Tomoko Hirayama, Takashi Torii, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Masahiro Hino, Naoya Torikai, Dai Yamazaki
    • Journal Title

      Proceedings of NORDTRIB2010

  • [Journal Article] 流体潤滑理論に基づく表面テクスチャの効果2010

    • Author(s)
      平山朋子
    • Journal Title

      潤滑経済

      Volume: 542(解説) Pages: 2-6

  • [Presentation] 中性子反射率法による金属/潤滑油界面の構造解析へのアプローチ2011

    • Author(s)
      小西庸平, 前田成志, 平山朋子, 松岡敬, 日野正裕, 北口雅暁, 山崎大, 武田全康
    • Organizer
      JRR-3改造20周年記念シンポジウム2011
    • Place of Presentation
      日本科学未来館(東京)
    • Year and Date
      2011-02-28
  • [Presentation] 中性子反射率法による表面吸着層構造解明へのアプローチ2011

    • Author(s)
      前田成志, 小西庸平, 平山朋子, 松岡敬, 日野正裕, 北口雅暁, 小田達郎
    • Organizer
      京都大学原子炉実験所学術講演会2011
    • Place of Presentation
      京都大学原子炉実験所(大阪府)
    • Year and Date
      2011-01-27
  • [Presentation] 流体潤滑理論に基づくテクスチャの効果と設計指針2010

    • Author(s)
      平山朋子
    • Organizer
      第10回微細加工と表面機能専門委員会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-07-23
  • [Presentation] Direct Observation of Adsorbed Layer on Metal Surface Using Neutron Reflectometry2010

    • Author(s)
      Tomoko Hirayama, Takashi Torii, Takashi Matsuoka, Kazuko Inoue, Masahiro Hino, Naoya Torikai, Dai Yamazaki
    • Organizer
      NORDTRIB2010
    • Place of Presentation
      Lulea University of Technology, Lulea, Sweden(Invited)
    • Year and Date
      2010-06-09
  • [Presentation] Structural Analysis of Surface-Lubricant Interface Using Neutron Reflectometry for Nanotribology2010

    • Author(s)
      Tomoko Hirayama
    • Organizer
      Extended Abstract of Front-line of Tribology in the Asian Region, International Forum in JAST Tribology Conference 2010-5
    • Place of Presentation
      国立オリンピック記念青少年総合センター(東京都)(Invited)
    • Year and Date
      2010-05-17
  • [Presentation] 中性子反射率法による固液界面のナノ構造解析とトライボロジー研究への応用2010

    • Author(s)
      平山朋子
    • Organizer
      日本伝熱学会関西支部第16期定時総会 第17期特別講演会・第1回講演討論会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府)(招待講演)
    • Year and Date
      2010-05-07
  • [Presentation] 中性子反射率法による潤滑摩擦面の吸着層解析とそのトライボロジー特性2010

    • Author(s)
      鳥居誉司, 須山友貴, 平山朋子, 松岡敬
    • Organizer
      日本機械学会 2010年度機素潤滑部門講演会
    • Place of Presentation
      月岡温泉華鳳(新潟県)
    • Year and Date
      2010-04-19
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www1.doshisha.ac.jp/~tribolab/

URL: 

Published: 2012-07-19  

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