液晶摩擦材料の表面物性管理による摩擦力制御の試み

尝试通过管理液晶摩擦材料的表面特性来控制摩擦力

• 批准号: 11875039
• 负责人: 山本 隆司
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Tokyo University of Agriculture and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 1999
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1999 至 2000
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11875039/
• 关键词: 液晶; トライボロジー; ER流体; 潤滑; ER効果; 摩擦; ポリマー; 微小領域; 表面物性

液晶(4,4'-Dihexylazoxybenzene(DAN))をポリマー(Polystyrene(PS))に含浸させたフィルムを作製した.このフィルムにプローブを接触させて摺動したときの摩擦力を,カンチレバー式の高精度摩擦力測定装置で測定し,温度(温度によりDANが相転移する),速度及び電場強度を変えた場合の摩擦特性を明らかにした.また,このフィルムに電場を印加した際の摩擦特性を明らかにした.フィルムに含浸されているDANがスメクチック相のおよび結晶相の状態では,DANの流体としての性質は極めて小さい.よって,フィルムとカンチレバー先端との潤滑形態は,流体潤滑とはならず境界潤滑となることを明らかにした.また,これらの相においては,電場を印加した場合に,ER効果が得られないことを明らかにした.DANがネマチック相の状態では,摩擦力は流体潤滑にも境界潤滑にも属さない摩擦特性を示すことが明らかになった.この相では,液晶構造を持ったDANをせん断しながらプローブが摺動する.よって,そのせん断力が摩擦力発生要因の一つであることが明らかになった.また,この相に電場を印加した場合,摩擦力が増加することが明らかになった.DANが等方相に相変化する温度では,摺動速度が速くなると摩擦力が大きくなった.これは,一般的な流体潤滑と同様に,等方相の液晶分子のせん断抵抗が,摩擦力発生に大きく関与したためと考えられる.また,この相に電場を印加した場合,面圧が高く摺動速度が遅い状態では,潤滑膜の生成により摩擦力が減少し摺動速度が速くなるとDANの粘性抵抗により摩擦力が増加すること,他の相と比べて最も大きなER効果を発生させることが明らかになった.電場印加の結果より,等方相のDANに電場を印加した場合と,ネマチック相のDANに電場を印加した場合の,DANの分子挙動は同等である可能性を示唆できた.

Liquid crystal (4,4'-Dihexylazo oxybenzene (DAN)) is mixed with (Polystyrene(PS)). The friction force of the contact surface is measured by a high-precision friction force measuring device, and the friction characteristics of the temperature (temperature, DAN phase shift), speed and electric field intensity are clearly determined. The friction characteristics of the electric field and the friction characteristics of the electric field are discussed in detail. The state of DAN in the macked-in phase and the crystalline phase is opposite, and the fluid and thermal properties of DAN are extremely small. The lubrication pattern of fluid lubrication is different from that of the boundary lubrication. In the case of electric field,ER results are obtained. In the case of DAN, friction is obtained. In the case of fluid lubrication, friction characteristics are obtained. The liquid crystal structure of this kind of structure is very simple. The friction force is the main cause of friction. When the phase electric field increases, the friction force increases. In general, fluid lubrication is the same as that of cubic phase liquid crystal molecules, and friction forces are generated. When the phase electric field increases, the surface pressure increases, the deflection velocity increases, the friction force decreases, the deflection velocity increases, the viscous resistance increases, and the phase ratio increases. The electric field results in an equiangular phase of DAN, and the electric field results in an equiangular phase of DAN.

项目成果

高田仁志: "液晶/ポリマーブレンド材料のトライボロジー特性に関する基礎的研究(第3報)〜摩擦特性の温度特性〜"トライボロジー会議予稿集. 名古屋. 371-373 (1998)

Hitoshi Takada：“液晶/聚合物共混材料摩擦学性能的基础研究（第三次报告）-摩擦性能的温度特性-”摩擦学会议论文集 371-373（1998）。