固体潤滑剤二硫化タングステンのX線回折および電子顕微鏡による格子欠陥構造の解明

使用 X 射线衍射和电子显微镜阐明固体润滑剂二硫化钨的晶格缺陷结构

• 批准号: 22K03889
• 负责人: 橋本 敬三
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Teikyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03889/
• 关键词: 二硫化タングステン; 透過型電子顕微鏡; X線回折; 固体潤滑剤

本研究は宇宙機用固体潤滑剤として注目されている二硫化タングステン(WS2)の潤滑メカニズムに関する研究である。WS2をコーティング試料について室温及び高温において真空摩擦試験を行い，摩擦試験後の試料をＸ線回折と透過型電子顕微鏡を用いて，原子レベルで格子欠陥の直接観察と結晶構造解析を駆使し，その欠陥構造を明らかにする。実験結果をもとに格子欠陥構造の概念を取り入れたWS2の低潤滑メカニズムを明らかにすることを目的としている。令和4年度は真空雰囲気中，室温から500℃までの高温において摩擦試験可能な回転摩擦試験機を設計製作し完成させた。真空中摩擦試験の試験方法を確立した。WS2被膜の摩擦係数と摩擦距離の関係を長時間にわたって計測し，摩擦現象に関する基礎データを得た。摩擦後のディスク表面とボールの表面状態を走査型電子顕微鏡（SEM）を用いて観察し，元素分析を行った。その結果，タングステンと硫黄の原子がボールに移り，WS2層間で滑っていることが明らかとなった。摩耗痕からはく離したWS2紛体をマイクロメッシュに固定し，透過型電子顕微鏡（TEM)で観察を行った。WS2薄片の(0002)面が重なった回転モアレパターンが観察された。モアレパターンが曲がっていることから，(0002)面に積層欠陥が存在し，部分転位等の存在が示唆された。格子欠陥構造の詳細を原子レベルで明らかにするために，画像シミュレーションソフト（BesTEM）を導入した。BesTEMを用いて，可能性のある積層欠陥構造の高分解能電子顕微鏡像のシミュレーションを行った。その結果，条件を変化させた高分解能像から積層欠陥の種類を明らかにすることが可能なことを見出した。

The purpose of this study is to study the mechanical properties of disulfides, sulfides, sulfides and so on. In this study, the solid phase of the cosmic machine is used to pay close attention to the disulfidation of disulfide (WS2). The WS2 alloy is used in the room temperature and high temperature temperature vacuum friction test. After the friction test, the material is folded back to the X line and the permeable electron micrometer is used. The atomic temperature sensor lattice is not suitable for direct inspection. The analysis device is used, and the temperature is not required to make a clear circuit. The results show that there is a problem that the concept of the system is not correct. The WS2 is very low. In the annual vacuum test of Linghe, it is possible to return the friction test machine design to complete the test at room temperature at 500 ℃ and high temperature at 500 ℃. The method of friction in vacuum is accurate. The number of friction of the WS2 coating, the friction distance, the friction distance and the friction distance. After friction, the surface was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and elemental analysis. The results show that the sulfur atom transfer is verified, and the WS2 slippage is verified to understand the sulfur atom transfer. The friction marks should be checked by WS2 micro-meter and TEM micrometer. The WS2 slice (0002) is reproduced on the surface of the surface. In the first place, there are some problems, such as the presence of some parts of the surface (0002), the presence of some parts of the surface, and the presence of some bits. The grid is in short supply, so that the atoms are clear, and the portrait is made of BesTEM. When BesTEM is used, it is possible that it is not necessary to make high-resolution energy microcomputers. The result of the experiment shows that the high decomposition rate of the conditional chemical decomposition is similar to that of the positive effect on the high resolution.