ESEM・VTRトライボシステムによるナノオーダー薄膜のトライボ特性の評価

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マイクロピン-オン-ディスク装置及び雰囲気制御装置においてESEM・VTRトライボシステムを改善することで,水蒸気及び雰囲気ガスの影響を明らかにし、ナノオーダー薄膜のトライボ特性及びトライボ材料としての使用条件に関し以下のように纏めた。1.イオンミキシング法によるCNx膜及びC膜の水蒸気中における摩擦特性に及ぼす膜厚の影響を調べ,ある膜圧付近で摩擦係数が最大値になることがHalling-Sherbineyの提案した接触モデルを用いて相手材の表面粗さ分布を考慮した上で理論的に予測することが出来るということを明らかにした。2.イオンミキシング法によるCNx膜の水蒸気中における摩耗特性に及ぼす表面変化及び損傷をESEM・VTRトライボシステムを用いて動的観察することで,摩耗形態を摩耗粒子の発生と言う観点から"No wear particle generation","Feather-like wear particle generation"及び"Plate-like wear particle generation"三つの摩耗モードに分類し,その結果を摩耗粒子発生形態図に纏め、"摩耗粒子未発生"領域におよぼす成膜条件(イオン電流密度およびイオン加速エネルギー)、膜圧及び相対湿度の影響を調べた。3.摩耗粒子発生形態図より摩耗粒子の発生におけるクリティカル摩擦繰り返し数Ncを求め、さらにNcに及ぼす成膜条件(イオン電流密度およびイオン加速エネルギー)、膜圧及び相対湿度の影響を調べ、Ncをいかに伸ばすかと言うことを考察した。4.今後の研究の展開に関しては、クリティカル摩擦繰り返し数Ncに及ぼす摩耗粒子の発生メカニズムを明らかにすることで、マイクロマシンシステムにおけるCNx膜の接触面への応用予備実験をし,保護膜としての有効性及び使用条件を実証する。