先進カーボン材料の複合システム構築に向けたナノトライボロジーの研究

构建先进碳材料复合系统的纳米摩擦学研究

• 批准号: 08J00496
• 负责人: 松本 直浩
• 金额: $ 0.77万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J00496/
• 关键词: 先進カーボン材料; オニオンライクカーボン; トライボロジー; 固体潤滑; ナノトライボロジー; 固体潤滑材

先進炭素材料複合システム構築のためには、スケール効果による摩擦力の増大を十分に検討することが必要である。本年度はオニオンライクカーボン(OLC)を中心にその合成から、薄膜化、ナノトライボロジー特性の検討まで一貫した研究を行った。OLCの合成は、先行研究により報告されている手法であるダイヤモンドナノ粒子(DNP)を真空アニール処理することで行った。合成したOLCを基油のポリアルファオレフィンに添加しトライボロジー特性への影響を調べることで、OLCの応用を検討した。本年度は、前年度に得られた先進カーボン材料の優れた基礎的トライボロジー特性をうけて、特にその応用を検討するために、潤滑油中での挙動に関して検討を行った.PAO中に添加した各種先進カーボン材料の摩擦特性は、OLCを添加した場合に特徴的な摩擦低減効果が得られることが明らかとなった。さらに原子間力顕微鏡を用いた観察より、OLCを添加した場合粒子が摩擦界面に侵入し界面に留まることで、低摩擦薄膜が摩擦材表面に形成されることが明らかとなった.鋼鉄表面に吸着したOLC粒子はLFM観察の結果,その粒子表面において低摩擦力が検出されており、摩擦界面への粒子の侵入と低摩擦の発現の相関を裏付ける結果となった.このような潤滑油中での粒子の振る舞いは、その粒子形状や液中での分散特性が強く影響するものと考えられ、OLCはこのような実際の応用に対して高い適合性を有するものと考えられる。このことをさらに詳細に検討するため、摩擦係数の接触圧力依存性を調べた結果、接触圧力の増加にともなった明らかな摩擦係数の低下がみられ、また再度接触圧力を低下させた結果、ヒステリシスを有することが認められ摩擦係数の減少がみられた。したがって、摩擦中における低摩擦薄膜は、特に高負荷時においてその形成が進行するものと考えられ、実用上有利な点と言える。

Advanced carbon materials composite structure is necessary to increase friction. This year, we will conduct research on the synthesis, thin film, and characteristics of OLC. The synthesis of OLC is reported in the method of vacuum treatment of DNP. The influence of additive on the properties of OLC base oil is discussed. This year, compared with the previous year, we have obtained the results of friction reduction in the case of friction characteristics of various advanced materials added to PAO. The atomic force between atoms is measured by micromirrors, and OLC is added to the surface of friction materials. OLC particles adsorbed on steel surface are observed as a result of LFM, and the particles surface is observed as a result of low friction, friction interface is observed as a result of particle intrusion and low friction. The particle shape and dispersion characteristics of the lubricant oil are strongly influenced by the particle shape and dispersion characteristics of the lubricant oil. The friction coefficient is dependent on the contact pressure. The contact pressure increases. The friction coefficient decreases. The contact pressure decreases. The friction coefficient decreases. The formation of low friction films under high loads is beneficial in practice.

项目成果

Reduction of Friction by Onion Like Carbon Added to Lubricating Oil

通过在润滑油中添加洋葱状碳来减少摩擦

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Tokunaga;S.Okamoto;R.Ikuta;R.Namiki;T.Yamamoto;M.Koashi;N.Imoto;Ryo Namiki;松本直浩;並木亮;松本直浩
• 通讯作者: 松本直浩

Fabrication of Fullerene Nanoring on an Oxidized HOPG Surface

氧化 HOPG 表面富勒烯纳米环的制备

• 发表时间: 2009
• 期刊: Diamod & Related Materials 第18巻・第2-3号
• 作者: Hiroyuki Yamahara;Takanori Soma;Fumiko Harada;Hideyuki Takada;Yukihiro Shimada;Hiromitsu Shimakawa;松本直浩
• 通讯作者: 松本直浩

Synthesis of Onion-Like Carbon Film and its Tribological Properties

洋葱状碳膜的合成及其摩擦学性能

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Tokunaga;S.Okamoto;R.Ikuta;R.Namiki;T.Yamamoto;M.Koashi;N.Imoto;Ryo Namiki;松本直浩;並木亮;松本直浩;並木亮;N.Matsumoto
• 通讯作者: N.Matsumoto

オニオンライクカーボン薄膜の合成とそのトライボロジー特性

洋葱状碳薄膜的合成及其摩擦学性能

• 发表时间: 2008
• 作者: Y.Tokunaga;S.Okamoto;R.Ikuta;R.Namiki;T.Yamamoto;M.Koashi;N.Imoto;Ryo Namiki;松本直浩;並木亮;松本直浩;並木亮;N.Matsumoto;並木亮;並木亮;松本直浩
• 通讯作者: 松本直浩

Friction Properties of Carbon Nano-Onions from Experiment and Computer Simulations

• DOI: 10.1007/s11249-009-9492-9
• 发表时间: 2010-01-01
• 期刊: TRIBOLOGY LETTERS
• 影响因子: 3.2
• 作者: Joly-Pottuz, L.;Bucholz, E. W.;Martin, J. M.
• 通讯作者: Martin, J. M.