宇宙環境下における表面エネルギー勾配を利用した極微量給油法の提案

空间环境下利用表面能梯度的超痕量加油方法的提出

• 批准号: 14655064
• 负责人: 中原 綱光
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14655064/
• 关键词: トライボロジー; 転がり軸受; 給油法; 表面エネルギー; 宇宙用機器; 潤滑膜厚; 界面観察; 計測

本研究では、宇宙環境下の摺動部へ、最小限必要な液体潤滑を給油する方法の一つとして、液体潤滑剤と給油系材料表面との間の表面エネルギーの勾配、例えば濡れ性の局所的な違い、を利用した液体輸送法について提案し、その成立条件、給油量、実用化する場合の問題点を把握し、本給油法の実現可能性を評価することを目的として、本年は大気圧下において表面エネルギー勾配をもった表面を試作し、宇宙環境下で使用されている潤滑剤をその表面に滴下したときに油膜が広がる様子の測定を行うことを目標とした。第一の目標である「表面エネルギー勾配をもった表面の試作」では、平成14年度の研究結果より「表面コーティング」が最も現実的という結論に達したので、今年度はそのコーティグ膜の試作を行った。コーティング膜としては、DLC(Diamond Like Carbon)が強度も十分にあり、製膜時に原料ガスのメタン以外にフッ化炭素ガスを添加して、その濃度によって膜中のフッ素量を制御できるので、それを選択した。ここでは、さらに表面エネルギーを制御するために、アルゴンと酸素のプラズマに暴露した。その結果、濡れ性の異なる表面を作成することができた。そこで、試験用の表面として、表面エネルギーの異なる薄膜を帯状に配置した表面を準備した。第二の目標である「給油状態評価」では、液滴界面の広がり状態の把握に光学顕微鏡による「気液界面観察」を,給油状態の確認にレーザー誘起蛍光法および白色光源と分光計を用いた光干渉法による「油膜厚さ計測」を試みた。その結果、液滴が試料表面を広がる様子が観察されたとともに、高分解能で表面に付着した油膜厚さを数μmから10nmの広い範囲にわたって計測することができ、表面エネルギーの異なる薄膜を帯状に配置した表面でも、液体輸送に有効であることが確認できた。

This research focuses on the movement of parts in the space environment, the minimum necessary liquid lubrication and lubrication methods, and the surface and surface of liquid lubrication and lubrication system materials. The combination of the surface エネルギーの, the violation of the bureau of the えば濡れ性のい, the use of the した liquid transport method について proposal し, the establishment conditions of the その, the oil supply amount, and the use of するThe situation's problem points are grasped, the oiling method's actual possibility is evaluated, the purpose is used, and the current year's large pressure is applied to the surface and the surface is matched. The surface is a trial production, and the oil film is dropped on the surface using a lubricant in the space environment. The oil film is measured and the target is measured. The first target is "Surface エネルギー Mixing をもったsurface の trial work" では, Heisei 14 research results より "Table面コーティング」がmost も见実’s という Conclusion に达したので, and this year’s はそのコーティグ片の trial production を行った.コーティング电影としては、DLC(Diamond Like The strength of Carbon) is very high, and the raw materials for film production are other than carbonized carbon materials. The amount of のフッ element in the film is controlled by adding して and そのconcentration and それをselecting した.ここでは, さらにsurface エネルギーをcontrol するために, アルゴンと acid element のプラズマに exposed した.その Result, wet れ properties の な る surface を made す る こ と が で き た.そこで, test use of のsurface として, surface エネルギーのdifferent なる film を帯-shaped に configuration した surface を preparation した. The second goal is to "evaluate the oiling state", and to grasp the state of the droplet interface and to "observe the liquid interface" using an optical microscope. To confirm the oil supply status, use the "Oil Film Thickness Measurement" method using the "Oil Film Thickness Measurement" method using a white light source spectrometer.そのResults, liquid droplets and sample surface を広がる様子が観看されたとともに, high resolution energy でsurface coating したoil film thicknessさをseveral μmから10nmの広いscaleにわたってmeasurement することができ、surface エネルギーのdifferent なる film を帯The status and configuration of the surface and the effectiveness of liquid transportation are confirmed by the system.