環境共生形高分子材料のスーパ表面改質による安全性保証(DLC―CVDマイクロ皮膜によるPCの高機能化)

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本研究では、環境共生形高分子材料の創製からその機械的安全性保証に関して2年間の実証的研究を実施した。本年度はPCにDLCを施した高機能化PCの開発に関して、下記の項目にしたがって研究を実施した。耐摩擦・摩耗性の向上を目的として、特に処理方法によるDLC薄膜のミクロ構造と摩擦・摩耗メカニズムの関係について,下記の実証的研究を行った.I.表面改質PCの創製プラズマCVD装置およびイオン化蒸着装置用いて、DLC表面処理を施した供試サンプルを作成した。III.トライボロジー評価システムによる実証的研究前年度の研究で作成された表面改質PCについて下記の種々の試験法による実証的評価を実施した。(1)トライボロジー測定装置(カロテスタボール研磨型磨耗試験機)を用いた実証的試験(潤滑性・耐磨耗性評価)(2)マイクロビッカース硬度試験(密着性評価)(3)マイクロスクラッチ試験(密着性評価)(4)SEMによる摩粍痕の定量的評価本研究によって得られた結果は以下の通りである.(1)摩擦係数μは,プラズマCVD法によるDLC/PC材の場合未処理材に比べ約4/5に,イオン化蒸着法によるDLC/PC材の場合約1/3にまで低下した.(2)DLC薄膜をコーティングされたPC材の磨耗は,未処理材に比べ大きく低減されていた.ただし,摩耗過程において,プラズマCVD法によるDLC/PC材では初期段階で無秩序な薄膜の割れが発生し,イオン化蒸着法によるDLC/PC材では薄膜自体の磨耗後,すべり方向に垂直な円弧状の割れが発生した.(3)上述(2)の要因は,イオン化蒸着法によるDLC薄膜がプラズマCVD法に比べ,薄膜のミクロ構造に起因する高硬度,高強度,平滑性,さらには高い密着性を有しているためと示唆された.特に,イオン化蒸着法によるDLC/PCは,プラズマCVD法に比べ薄膜のせん断強さが優れているものと示唆された.