ナノ気孔を有するセル構造体の動的接触機構に関する研究

细胞结构与纳米孔动态接触机理研究

• 批准号: 15760087
• 负责人: 山口 健
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760087/
• 关键词: 気孔; セル構造体; 接触機構; 摩擦; 摩耗

本研究の目的は,ナノ気孔を有するセル構造体の静的接触特性及び摩擦・摩耗に及ぼす気孔率・気孔径の影響を明らかにすることにより,ナノ気孔を有するセル構造体の動的接触気孔を解明することである.平成16年度では,緻密鋳鉄(FC250),成長黒鉛鋳鉄(気孔率:6.72%),成長黒鉛鋳鉄の切削粉を原料として焼結によって作製された気孔率がほぼ等しく(気孔率はそれぞれ19,1%,17.7%),気孔径分布の異なる2種類の多孔質鋳鉄,の計4種類を用いて,含油(緻密鋳鉄については,潤滑油を塗布)条件下における摩擦・摩耗特性に及ぼす気孔率,気孔径の影響を明らかにした.なお,摩擦試験及び摩耗試験は,ボールオンディスク型摩擦・摩耗試験装置により,すべり速度0.001m/s〜4m/s,ヘルツ最大接触圧力100MPa〜700MPaの広範囲な条件下で行った.相手材には高炭素クロム軸受鋼SUJ2を用いた.本研究でこれまでに得られた主な結果は,以下のとおりである.1.緻密鋳鉄(FC250)は,400MPa以上の高接触圧力条件下では,すべり速度によらず油膜破断により焼き付きを生じるのに対して,気孔を有する成長黒鉛鋳鉄(気孔:6.72%),多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%,17.7%)はともに400MPa以上の高接触圧力条件下においても0.2以下の低摩擦を示すことが判った.このことから,多孔質化することによる含油の効果が確認された.2.成長黒鉛鋳鉄(気孔:6.72%)は,低すべり速度・高接触圧力条件下及び高すべり速度条件下において油膜破断により,0.2以上の高い摩擦係数及び1×10^<-8>mm^2/N以上の高い比摩耗量を示すのに対して,多孔質鋳鉄材料(気孔率:19.1%,17,7%)は今回の試験条件の範囲では,明確な油膜破断を興さず,すべての条件において0.2以下の低い摩擦係数及び1×10^<-8>mm^2/N以下の低い比摩耗量を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下でのトライボロジー特性の向上が確認された.3.気孔径分布の異なる2種類(気孔率:19.1%,17.7%)の多孔質鋳鉄において,気孔径が小さく,かつ気孔径にばらつきの少ない多孔質鋳鉄は,低接触圧力,低すべり速度条件において0.1以下の低い摩擦係数及び1×10^<10>mm^2/N以下の極めて低い比摩耗量を示すことが判った.このことから,気孔率だけでなく,気孔径の制御によりトライボロジー特性の向上を得られることが判った.

は の purpose, this study ナ ノ 気 hole を have す る セ ル structure characteristic and び の static contact friction に Moore and ぼ す 気 porosity, 気 aperture の influence を Ming ら か に す る こ と に よ り, ナ ノ 気 hole を have す る セ ル constructs dynamic contact 気 の hole を interpret す る こ と で あ る. Pp.47-53 16 year で は, dense where iron objects (FC250), growing black lead where iron objects (気 hole rate: 6.72%), grow black lead where iron objects を の cutting powder raw material と し て 焼 knot に よ っ て cropping さ れ た 気 porosity が ほ ぼ etc し く (気 porosity は そ れ ぞ れ 19, 1%, 17.7%), 気 の different pore size distribution な る 2 kinds の porous where iron objects, の four Class を with い て, oil (dense objects where iron に つ い て は, lubricating oil を coated) under the condition of に お け る friction characteristics に Moore and ぼ す 気 porosity, 気 aperture の influence を Ming ら か に し た. な お, friction test and び friction loss test は, ボ ー ル オ ン デ ィ ス ク type friction, friction loss test device に よ り, す べ り speed 0.001 m/s ~ 4 m/s, ヘ <s:1> The maximum contact pressure of the <s:1> is 100MPa to 700MPa. Under the <s:1> wide range 囲な conditions, で runs った. Hand material に は high carbon ク ロ ム shaft by steel SUJ2 を with い た. This study で こ れ ま で に have ら れ た main は な results, the following の と お り で あ る. 1. Dense where iron objects (FC250) は, more than 400 mpa の high contact pressure under the condition of で は, す べ り speed に よ ら ず oil film breaking に よ り 焼 き pay き を raw じ る の に し seaborne て, 気 hole を have す る grow black lead where iron objects (気 hole: 6.72%), porous objects where iron material (気 hole rate: 19.1%, 17.7%) は と も に 400 mpa Above の high contact pressure under the condition of に お い て も の under 0.2 low friction を shown す こ と が convicted っ た. こ の こ と か ら, porous qualitative す る こ と に よ る oily の unseen fruit が confirm さ れ た. 2. Grow black lead where iron objects (気 hole: 6.72%) は, low す べ り under the condition of high speed, contact pressure and high び す べ り speed under the condition of に お い て oil film breaking に よ り, above 0.2 の い friction coefficient and high び 1 x 10 ^ ^ 2 / N < - > 8 mm above の than the consumption of high い を shown す の に し seaborne て, porous objects where iron material (気 hole rate: 19.1% , 17, 7%) は today back の test conditions の van 囲 で は, clear な oil film breaking を xing さ ず, す べ て の conditions に お い て の い low friction coefficient and び under 0.2 x 10 ^ 1 ^ 2 / N < - > 8 mm under low の い than the consumption of を shown す こ と が convicted っ た. こ の こ と か ら, 気 porosity の raised に with う, under the condition of oil で の ト ラ イ ボ ロ Youdaoplaceholder0 the ジ characteristic ジ confirms された upward が.3. 気 の different pore size distribution な る 2 species (気 hole rate: 19.1%, 17.7%) の porous objects where iron に お い て, 気 small aperture が さ く, か つ 気 aperture に ば ら つ き の less な い porous objects where iron は, low contact pressure, low す べ り speed conditions に お い て の い low friction coefficient under 0.1 and 1 x 10 ^ び < > 10 mm ^ 2 / N under の め て い lower than the consumption of を shown す こ と が convicted っ た. こ の こ と か ら, 気 porosity だ け で な く, 気 aperture の suppression に よ り ト ラ イ ボ ロ ジ ー features の を upward to ら れ る こ と が convicted っ た.

项目成果

RBセラミックスの高温下におけるトライボロジー特性

RB陶瓷的高温摩擦学性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(鳥取2004-11)
• 作者: 山口健;佐藤史歩;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男

RBセラミックス粒子を配合したPA66の高温下におけるトライボロジー特性

含RB陶瓷颗粒的PA66高温摩擦学性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(鳥取2004-11)
• 作者: 秋山元治;松本邦裕;小野真人;山口健;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男

炭化ケイ素/RBセラミックス複合材料の摩擦・摩耗特性

碳化硅/RB陶瓷复合材料的摩擦磨损性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(鳥取2004-11)
• 作者: 山口健;木野雄介;周游;平尾喜代司;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男

ナノ構造制御による新材料の開発と応用

纳米结构调控新材料的开发与应用

• 发表时间: 2004
• 期刊: 東北大学21世紀COEプロラム「ナノテクノロジー基盤機械科学フロンティア」第3回拠点シンポジウム講演概要集
• 作者: 山口健;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男

籾殻を原料とする硬質多孔性炭素材料の摩擦・摩耗特性

稻壳硬质多孔碳材料的摩擦磨损性能

• 发表时间: 2004
• 期刊: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集(鳥取2004-11)
• 作者: 山口健;豊嶋秀幸;鹿野秀順;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男