セラミックスの吸着水潤滑による超低摩擦トライボシステムの開発

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本研究では,大気中の微量な水分を接触面に凝縮させ,これを潤滑剤とする超低摩擦トライボシステムの確立及び実用化を試みることを目的としている.本年度は,大気中水分を接触面に凝縮させる機構としてペルチエ素子を組み込んだトライボシステムを作成し,大気中水分の接触面への凝縮及びこれによる低摩擦実現の可能性を検討した.得られた主要な結果を以下に示す.1.初期表面あらさが,0.02ミクロンの窒化ケイ素ピンと0.03ミクロンの窒化ケイ素ディスクのすべり摩擦においてペルチエ素子により凝縮させた大気中水分を潤滑剤とすることにより,0.01以下の低摩擦が得られることを実証した.2.ペルチエ素子により凝縮させた大気中の微量な水分により,大量な水中での摩擦と同等の低摩擦特性が十分実現できることを実証した.3.無潤滑すべりにおいて摩耗面を平滑に維持できる(マイルド摩耗状態)しゅう動条件の場合,いかなるタイミングにおいても,ペルチエ素子の通電により0.01以下の低摩擦が得られることを実証した.これは,「セラミックスの吸着水潤滑による超低摩擦トライボシステムの開発」を目的とする本研究において極めて重要な知見である.4.本システムにおいて0.01以下の低摩擦を実現するために供給された最少水膜厚さは,荷重0.5N(0.56Gpa),すべり速度0.3m/sの場合,約4ミクロンであり,その値は,荷重と共に増加することを明らかにした.5.ペルチエ素子への繰り返し通電により,装置の測定限界である低摩擦を半永久に的に持続できる可能性を実証した.