Research on the lubrication mechanism of ionic liquids as lubricant additives using in-situ observation

原位观察研究离子液体作为润滑添加剂的润滑机理

• 批准号: 21J13315
• 负责人: 佐藤 魁星
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Tokyo University of Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J13315/
• 关键词: トライボロジー; イオン液体; 潤滑油添加剤; ナノトライボロジー; 原子間力顕微鏡; ジアルキルジチオリン酸亜鉛

分子構造の選択肢は広いというイオン液体の特徴を最大限に利用し，選択的なトライボロジー特性付与の実現には，潤滑油添加剤としての利用を加速させる必要がある．実際の潤滑油添加剤としての利用には，イオン液体と既存の潤滑油添加剤との併用効果に関して詳細な調査が求められる．さらに，摺動面は常に表面状態が変化し続けるため，動的な界面のその場観察が必須であり，申請者は，各種その場観察手法を用いて，その潤滑メカニズムを調査した．潤滑油添加剤の併用効果に関しては，代表的なジアルキルジチオリン酸亜鉛(ZDDP)との併用効果に着目し，イオン液体と併用することで，摩擦・摩耗特性の向上効果が確認された．その相乗効果発現は，イオン液体の吸着膜層の効果だけではなく，ZDDP反応膜による低摩擦効果の複合効果であることを突き止めた．そのため，ZDDP反応膜の生成を阻害しないようなイオン液体の潤滑設計が重要であるという新たな知見を得ることができた．このことから，潤滑油添加剤が複合された系におけるZＤＤＰ反応膜の生成過程に及ぼす因子を特定するため，原子間力顕微鏡(AFM)を用いて，摺動面におけるZDDP反応膜の生成過程のその場観察を，ZDDPと有機系摩擦調整剤に対して行った．その結果，他添加剤とZDDPの競争吸着が，ZDDP反応膜の生成量に影響を及ぼすことを明らかにした．その内容を踏まえ，吸着特性が異なる三種のイオン液体に対してと，ZDDPとの併用効果を調査し，イオン液体の吸着特性によって，ZDDPとイオン液体が発現する摩擦・摩耗特性が変化することが分かった．また，上記の内容に加え，ZDDP単独油添加油中での反応機構に対して，粗さが影響を及ぼすことをナノスケール界面におけるその場観察より明らかにしている．上記の内容を昨年度の研究成果とする．

Molecular structure of the selection and distribution in the middle of the liquid characteristics to maximize the use of the selection and distribution of characteristics and implementation of the lubricant additives to accelerate the use of the necessary. In fact, the use of lubricating oil additives, liquid and existing lubricating oil additives, and the effect of the combination of detailed investigation to find out. In addition, the surface condition of the bending surface is changed, and the field inspection of the moving interface is required. The applicant is required to investigate the various field inspection methods. Lubricating oil additive combination effect is related to the representative of ZDDP and its combination effect, friction and friction characteristics are confirmed. The effect of ZDDP reverse film on the composite of low friction effect The formation of ZDDP anti-corrosion film is very important for the design of liquid lubrication. In this regard, the lubricant additive is used to compound the ZDDP film formation process and the specific factor, the atomic force microscope (AFM) is used, the field observation of the ZDDP film formation process on the folding surface is used, and the ZDDP organic friction adjustment agent is used. As a result, the competitive adsorption of ZDDP by other additives affects the amount of ZDDP film produced. The adsorption characteristics of three kinds of liquid, ZDDP and ZDDP, were investigated. The adsorption characteristics of three kinds of liquid, ZDDP and ZDDP, were investigated. The friction and friction characteristics of three kinds of liquid were investigated. In addition to the above, ZDDP has been added to the oil in the presence of a reaction mechanism, which has a rough impact on the oil and gas interface. The contents of the above report are the research results of the previous year.

项目成果

Friction Reduction Effect by Boron-Containing Ionic Liquids

含硼离子液体的减摩效果

• DOI: 10.18914/tribologist.21-00014
• 发表时间: 2022
• 期刊: JOURNAL OF JAPANESE SOCIETY OF TRIBOLOGISTS
• 作者: 渡邉 保奈美;小野寺 康;佐藤 魁星;川田 将平;佐々木 信也
• 通讯作者: 佐々木 信也

その場高温AFM観察下におけるZDDP反応膜の生成に及ぼす表面粗さ変化の影響

原位高温AFM观察表面粗糙度变化对ZDDP反应膜形成的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐藤 魁星

真実接触部の温度上昇がZDDPトライボフィルムの生成過程に及ぼす影響

实际接触区温升对ZDDP摩擦膜形成过程的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Sato Kaisei;Okubo Hikaru;Kawada Shouhei;Watanabe Seiya;Sasaki Shinya;土取俊輝;積田卓也;白鳥弘英，轟章;佐藤 魁星
• 通讯作者: 佐藤 魁星

表面粗さ変化に伴う真実接触部の接触応力増加がZDDP反応膜の生成過程に及ぼす影響

表面粗糙度变化导致实际接触区域接触应力增加对ZDDP反应膜形成过程的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Maestre-Reyna M;Yang CH;Nango E;Huang WC;Putu EPGN;Wu WJ;Wang PH;Franz-Badur S;Saft M;Emmerich HJ;WHY;LCC;HKF;CYK;LJH;WJH;GW;CCW;PAH;SM;OS;HY;JY;YA;TR;TT;LF;TK;HKC;KS;Schapiro I;Spadaccini R;Royant A;Yamamoto J;Iwata S;E;佐藤 魁星
• 通讯作者: 佐藤 魁星

その場観察 AFM法を用いたナノスケール表面粗さによる ZDDPトライボフィルムの成長促進過程の可視化

使用 AFM 方法通过纳米级表面粗糙度对 ZDDP 摩擦膜的生长促进过程进行原位观察可视化

• 发表时间: 2021
• 作者: H. Shiratori;A. Todoroki;M. Ueda;R. Matsuzaki;Y. Hirano;佐藤 魁星
• 通讯作者: 佐藤 魁星