Determination of mechanical properties of nanometer-thick liquid lubricant films for thin film lubrication technology

薄膜润滑技术中纳米厚液体润滑膜机械性能的测定

基本信息

  • 批准号:
    23686028
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.89万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2011 至 2012
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

To establish mechanical model of nanometer-thick liquid lubricant films, we aimed to achieve simultaneous measurements of mechanical responses and contact areas during the shearing of the film.Highly sensitive shear force measurement method developed in our previous study, which we called the fiber wobbling method (FWM), was used to detect the mechanical r esponses. In the FWM, we used the ball-ended optical fiber as a shearing probe. To construct the mechanical model, we have to determine the physical properties of the films, such as viscosity and elasticity, from the mechanical responses obtained by the FWM measurements. This requires precise measurements of the contact area between the probe tip and lubricant film. For this purpose, we integrated the FWM setup on to the inverted microscope and observe the contact area from the backside of the sample substrate. We found that the differential interference contrast microscopy was effective to reduce the background noise and succeeded the measurement of contact area during the FWM measurements. From the experimental results we quantitatively obtained the thin film’ s viscosity.
为了建立纳米厚液体润滑膜的力学模型,实现对薄膜剪切过程中的力学响应和接触面积的同时测量,采用了我们在前期研究中发展的高灵敏度剪切力测量方法--纤维摆动法(FWM)来测量薄膜的力学响应.在四波混频中,我们采用球头光纤作为剪切探针。为了构建力学模型,我们必须从通过FWM测量获得的力学响应确定膜的物理性质,例如粘度和弹性。这需要精确测量探针尖端和润滑剂膜之间的接触面积。为此,我们将FWM装置集成到倒置显微镜上,并从样品衬底的背面观察接触区域。我们发现,微分干涉相差显微镜是有效的,以减少背景噪声,并成功地测量接触面积在四波混频测量。从实验结果中定量地得到了薄膜的粘度。

项目成果

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专利数量(0)
Simultaneous Measurements of Friction Forces and Contact Areas during Shearing of Nanometer-thick Liquid Lubricant Films
同时测量纳米厚液体润滑油膜剪切过程中的摩擦力和接触面积
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shintaro Itoh ;Takumi Mizuno ;Yusuke Norizuki ;Hedong Zhang ;Kenji Fukuzawa
  • 通讯作者:
    Kenji Fukuzawa
ナノ厚さ液体潤滑膜の高せん断速度下におけ る摩擦特性計測
高剪切速率下纳米厚液体润滑膜摩擦特性的测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    関章一・松本龍介・武富紳也・宮崎則幸;石井公貴
  • 通讯作者:
    石井公貴
Nanorheometry of molecularly thin liquid lubricant films coated on magnetic disks
磁盘上涂覆的分子薄液体润滑膜的纳米流变测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Takahiro Shimada;Xiaoyuan Wang;Takayuki Kitamura;久保田章亀;田山純平,榎本薫里,芦原聡;Shintaro Itoh
  • 通讯作者:
    Shintaro Itoh
High-Speed Friction Measurement for a Molecularly Thin Lubricant Film Using a Fiber Wobbling Method
使用纤维摆动法对分子薄润滑油膜进行高速摩擦测量
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Shintaro Itoh;Kenji Fukuzawa;Koki Imai;Koki Ishii;Hedong Zhang
  • 通讯作者:
    Hedong Zhang
High-speed Friction Measurements for a Molecularly Thin Lubricant Film Using a Fiber Wobbling Method
使用纤维摆动法测量分子薄润滑油膜的高速摩擦
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shintaro Itoh;Kenji Fukuzawa;Koki Imai;Koki Ishii;Hedong Zhang
  • 通讯作者:
    Hedong Zhang
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