高配向カーボンナノチューブ膜の電揚印加による高摩擦・耐摩耗機能発現

本研究では配向性カーボンナノチューブ(CNT)膜同士の摩擦において、上下方向に電場を印加し、CNTの傾倒を防ぎ、CNT同士がラチェッティング作用でかみ合うことにより高摩擦の発現を実現する事を試みる。そのため、初めに,配向性CNT膜へのダイヤモンド圧子の押し込みにおける荷重変位特性を求め,摩擦に大きな影響を及ぼす真実接触面積の推定方法を提案した.また,配向性CNT膜へのダイヤモンド圧子の押し込みの荷重変位曲線に及ぼす電場の影響を明らかにすることを試みた.得られた主な成果を以下に示す.(1)配向性カーボンナノチューブ膜の真実接触面積の推定法の提案配向性カーボンナノチューブ膜として、長さと太さの異なるカーボンナノチューブ膜を創製した。得られたCNT配向膜にBerkovich型のダイヤモンド圧子の微小押し込みを行いその際の荷重変位特性を求めた.その結果,ある押し込み荷重以上で座屈が発生した.そこで,座屈現象を考慮した押し込みモデルを提案し,微小押し込みにおける真実接触面積の推定方法を提案した.(2)電場印加時の配向性ナノチューブ膜の垂直方向剛性の測定研究代表者の現有設備である微小押し込み摩擦装置において接触点に電場を印加できるように装置の改良を施した。具体的には、現有設備の圧子と平面試験片ホルダーの周囲の絶縁を十分にとる。平面試験片上の配向性ナノカーボン膜に、最大10kVまでの直流電場あるいは交流電場を印加し、個々のカーボンナノチューブの剛性を変化させた。しかし,静電気力が大きく電場を印加しても配向性カーボンナノチューブ膜の垂直方向の剛性の明確な変化は観測されなかった.

本研究では配向性カーボンナノチューブ(CNT)膜同士の摩擦において、上下方向に電場を印加し、CNTの傾倒を防ぎ、CNT同士がラチェッティング作用でかみ合うことにより高摩擦の発現を実現する事を試みる。そのため、初めに,配向性CNT膜へのダイヤモンド圧子の押し込みにおける荷重変位特性を求め,摩擦に大きな影響を及ぼす真実接触面積の推定方法を提案した.また,配向性CNT膜へのダイヤモンド圧子の押し込みの荷重変位曲線に及ぼす電場の影響を明らかにすることを試みた.得られた主な成果を以下に示す.(1)配向性カーボンナノチューブ膜の真実接触面積の推定法の提案配向性カーボンナノチューブ膜として、長さと太さの異なるカーボンナノチューブ膜を創製した。得られたCNT配向膜にBerkovich型のダイヤモンド圧子の微小押し込みを行いその際の荷重変位特性を求めた.その結果,ある押し込み荷重以上で座屈が発生した.そこで,座屈現象を考慮した押し込みモデルを提案し,微小押し込みにおける真実接触面積の推定方法を提案した.(2)電場印加時の配向性ナノチューブ膜の垂直方向剛性の測定研究代表者の現有設備である微小押し込み摩擦装置において接触点に電場を印加できるように装置の改良を施した。具体的には、現有設備の圧子と平面試験片ホルダーの周囲の絶縁を十分にとる。平面試験片上の配向性ナノカーボン膜に、最大10kVまでの直流電場あるいは交流電場を印加し、個々のカーボンナノチューブの剛性を変化させた。しかし,静電気力が大きく電場を印加しても配向性カーボンナノチューブ膜の垂直方向の剛性の明確な変化は観測されなかった.