セラミックスの高温トライボロジー特性に及ぼす雰囲気中水分量の影響

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大気中および窒素ガス中において1273K以下の雰囲気温度でピンオンディスク試験を行い,サイアロンおよびアルミナセラミックスのトライボロジー特性に及ぼす雰囲気温度の影響を調べた.また,室温での相対湿度40〜80%に相当する水蒸気を混入させた窒素ガス中でのピンオンディスク試験を673Kまでの雰囲気温度で行い,雰囲気中の水分量の影響を調べた.サイアロンの場合,摩擦係数は雰囲気温度の影響はほとんど受けなかったが,摩耗量は温度が高いほど大きかった.サイアロンの場合,373K〜423Kの範囲で摩耗量が急増したが,その温度は雰囲気中水分量が大きいほど高い傾向にあった.アルミナの場合,673Kまでの雰囲気温度では摩擦係数と摩耗量は温度が高いほど大きかったが,673Kを超える温度では雰囲気温度が高いほど摩擦係数と摩耗量は小さかった.アルミナの場合,水分がほとんど含まれない窒素ガス中では摩耗が大きかったが,雰囲気中に水蒸気が混入した場合には水分量の多少によらず摩耗量は大差なく,相対湿度40%以上の水分量では摩耗量に及ぼす雰囲気中水分量の影響は小さかった.サイアロンおよびアルミナのいずれの場合も雰囲気中の水分量の多少によらず窒素ガス中の摩擦係数は大気中の摩擦係数より小さかった.サイアロンおよびアルミナのいずれの場合も1273Kの雰囲気温度では摩耗粉の凝着により表面層が形成され,その結果摩擦係数が低下し摩耗の進行は止まった.サイアロンの摩擦・摩耗はSiO_2の形成に,また,アルミナの摩擦・摩耗は473Kまでの雰囲気温度では雰囲気中の水分の吸着に影響された.