カーボンナノチューブ薄膜のナノからマクロ荷重領域までのトライボロジー

碳纳米管薄膜的摩擦学从纳米到宏观负载范围

• 批准号: 18760113
• 负责人: 木之下 博
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760113/
• 关键词: カーボンナノチューブ薄膜; トライボロジー; 高摩擦係数; アモントンークーロンの摩擦法則; アモントン-クーロンの摩擦法則; マイクロトライボロジー; ナノトライボロジー

多数のカーボンナノチューブ(CNT)からなるCNT薄膜は、マイクロニュートンレベルの荷重で極めて特殊なトライボロジー特性を示す。それは、アモントンークーロンの摩擦法則を満たし、通常の薄膜と同様なスティックスリップのない滑らかな摩擦で、掘り起こしや強い凝着力などが生じていないにも拘らず、摩擦係数が1を超える超高摩擦であった。これはカーボンナノチューブの硬い曲げ合成に起因しているものと思われる。本研究では、このようなトライボロジーの概念を覆す摩擦特性がナノからマクロな荷重領域にも適応できるかを調べた。荷重が1μNより小さなナノレベルの荷重領域では、マイクロレベルとほぼ同様な摩擦特性が得られた。しかしながら荷重が20μNを超えるとシリコン酸化膜基板に成長させたCNT薄膜は基板と分子間力結合しているのみで容易に剥離し、摩擦特性を得ることができなかった。そこで、CNT薄膜と基板との密着性を高めるために、陽極酸化アルミニウム(AAO;Anodized Aluminum Oxide)の細孔を鋳型として、そこにCNTを作製し、最終的に細孔にCNTの端部がめり込んでいるCNT薄膜の作製を行い、密着性を高めた。摩擦試験の結果、シリコン酸化膜基板では極低荷重で容易に剥離していたCNT薄膜が、AAO上では20〜100μN以上の荷重下においても剥離が観察されなかった。摩擦係数は1を超えないこともあった。荷重が数mNのレベルではシリコン酸化膜基板にカーボン系接着剤を塗布し、CNT薄膜を接着した。そして摩擦試験を行ったところ、摩擦係数は0.3程度であった。またCNTの塑性変形による摩擦係数のヒステリシスが見られた。

Most of the CNT films have special characteristics under different loads. The friction law of the film is different from that of the film. The friction coefficient is 1. The friction coefficient is 1. The friction coefficient is 1. The reason for this is that we have to think about it. This study focuses on the concept of friction characteristics and the adjustment of friction characteristics in the field of load. The load is 1μN, and the friction characteristics are obtained. The CNT thin film substrate is easy to peel off due to intermolecular force and friction characteristics. The CNT thin film has high adhesion to the substrate, Anodized Aluminum Oxide (AAO) has fine pore shape, CNT thin film has high adhesion to the substrate, CNT thin film has high adhesion to the substrate and CNT thin film has high adhesion to the substrate. According to the results of the friction test, the CNT film on the Sirikon acidified film substrate can be easily peeled off under extremely low loads, and the CNT film on the AAO can be easily peeled off under loads of more than 20 to 100μN. Friction coefficient 1. The number of loads is mN. The substrate is coated with a CNT film. The friction coefficient is 0.3 degrees. The plastic deformation of CNT can be seen in the friction coefficient.

项目成果

カーボンナノチューブ薄膜のマイクロトライボロジー -長さと形状の影響-

碳纳米管薄膜的微观摩擦学-长度和形状的影响-

• 发表时间: 2006
• 期刊: トライボロジー2006 春 東京 会議予稿集
• 作者: H. Minezaki;Y. Yoshida;N Mitsumune;Y Abe;T Isoyama;大前 伸夫;大前 伸夫;木之下 博;Nobuo Ohmae;Nobuo Ohmae;木之下博
• 通讯作者: 木之下博

Investigate of microtribology of carbon nanotube films using in-situ SEM

使用原位 SEM 研究碳纳米管薄膜的微观摩擦学

• 发表时间: 2006
• 期刊: Rroc. of The third Asia International Conference of Triblogy
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫;木之下博;Nobuo Ohmae;Hiroshi Kinoshita;Hiroshi Kinoshita
• 通讯作者: Hiroshi Kinoshita

Humidity effects on tribology of advanced carbon materials

• DOI: 10.1016/j.triboint.2006.01.007
• 发表时间: 2006-12
• 期刊: Tribology International
• 影响因子: 6.2
• 作者: N. Ohmae

Atomic structure and field evaporation of carbon nanotube studied by a tom probe fiedl ion microscopy

汤姆探针场离子显微镜研究碳纳米管的原子结构和场蒸发

• 发表时间: 2007
• 期刊: Diamond and Related Materials 16
• 作者: 本村文孝;今井康文;才本明秀;今井康文;本村文孝;楠田朋之;中島晃;本村文孝;本村文孝;本村文孝;木之下 博;大前 伸夫
• 通讯作者: 大前 伸夫

High frictions of vertically aligned and spaghetti-like carbon nanotube films in microtribology

微摩擦学中垂直排列的意大利面条状碳纳米管薄膜的高摩擦

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proc.International Tribology Conference AUSTRIB 2006
• 作者: Kinoshita;H
• 通讯作者: H