摺動中のDLC膜の2次元逐次構造評価によるトライボフィルム生成反応の解明

2022年度は摺動による特にダイヤモンド状炭素(DLC)膜の末端官能基である水素の脱離及び環境からの導入に関する評価を中心に実施した。赤外線分光分析器(FTIR)と摺動試験機を組み合わせた試験機を摺動環境を制御できる摺動試験装置を設計・製作し、湿度10％以下のドライ条件、および湿度35％程度の加湿条件下での摺動しながらDLC膜の摺動による膜の構造変化をとらえた。水素を重水素に変化させるなど同位体に置き換えた同位体置換型DLC膜を作製し、更に摺動環境下の湿度のソースを純水若しくは重水を用いて試験を重ねることで摺動環境からの水素もしくは重水素の導入速度と脱離速度を評価した。更にメタンを用いてこの試験機の吸収係数と水素量に関する検量線を作成することによって、この重水素若しくは水素の脱離速度を定量化した。この結果、摺動の初期の摺動において、周囲環境からの水素などの導入に比べて、水素の脱離速度が高いことが明らかとなった。また、FTIR顕微鏡を用いたC-H結合の吸収に関する2次元マッピングから、摺動域のみでこの吸収が減少しており、水素が摺動部で確実に脱離していることも示された。2024度年の放射光施設でのInsituでの放射光を用いた逐次X線吸収分光測定システムの構築に向けて放射光機関との打ち合わせも行い、設置環境やその体積制限なども得、2023年度にこの装置の設計製作に取り掛かれる環境も整備した。

2022年度は摺動による特にダイヤモンド状炭素(DLC)膜の末端官能基である水素の脱離及び環境からの導入に関する評価を中心に実施した。赤外線分光分析器(FTIR)と摺動試験機を組み合わせた試験機を摺動環境を制御できる摺動試験装置を設計・製作し、湿度10％以下のドライ条件、および湿度35％程度の加湿条件下での摺動しながらDLC膜の摺動による膜の構造変化をとらえた。水素を重水素に変化させるなど同位体に置き換えた同位体置換型DLC膜を作製し、更に摺動環境下の湿度のソースを純水若しくは重水を用いて試験を重ねることで摺動環境からの水素もしくは重水素の導入速度と脱離速度を評価した。更にメタンを用いてこの試験機の吸収係数と水素量に関する検量線を作成することによって、この重水素若しくは水素の脱離速度を定量化した。この結果、摺動の初期の摺動において、周囲環境からの水素などの導入に比べて、水素の脱離速度が高いことが明らかとなった。また、FTIR顕微鏡を用いたC-H結合の吸収に関する2次元マッピングから、摺動域のみでこの吸収が減少しており、水素が摺動部で確実に脱離していることも示された。2024度年の放射光施設でのInsituでの放射光を用いた逐次X線吸収分光測定システムの構築に向けて放射光機関との打ち合わせも行い、設置環境やその体積制限なども得、2023年度にこの装置の設計製作に取り掛かれる環境も整備した。