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Establishment of stable realization for low friction transfer layer on DLC friction surface based on carbon affinity

基于碳亲和力的DLC摩擦表面低摩擦转移层稳定实现的建立

基本信息

批准号：
22KJ1551
负责人：
KIM JAEIL
金额：
$ 1.09万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1551/
关键词：
DLC 低摩擦移着膜酸化摩耗遷移金属

项目摘要

研究成果：Ti、Fe、Ni、Cuの４種類の遷移金属相手材のうち、DLCとの最適な摩擦特性を有する素材はチタンであった。各相手材に対する摩擦特性を定量化し、EDS、Raman、XPSを介して移着層の元素比、元素分布、結合構造等を分析し、マイクロビッカースを通じて移着層と相手材との接着特性を評価した。最後に摩擦係数と各化学的パラメータ間の関連性を確立した。チタンはDLC由来のカーボン系低せん断移着膜の形成を容易にし、最も豊富な炭素質移着層を形成した。遷移金属の炭素親和性は炭化物形成エネルギー、炭素との接着特性、溶解度などにより評価され、移着層内の炭素含有量に大きな寄与をするパラメータは炭素との接着特性であることが確認出来た。また、炭化物を形成可能な金属(Ti、Fe、Ni)が相手材である場合、相手材上に炭素質移着層が形成された。一方、炭化物を形成しないCuの場合には炭素質移着層を形成するのではなく、Cuの摩擦酸化膜を形成することを確認した。結論的に炭素とよく付着し、また炭化物を形成できる転移金属であるチタンがDLCとの最適な摩擦ペアだった。したがって、このようなパラメータを持つ遷移金属、例えばTi、W、Zr、TaなどがDLCに対する優れた摩擦相手材と見なされ、これらを摩擦システムに適切に添加することがDLCの摩擦システムに効果的だと判断される。投稿論文: Friction characteristics of amorphous carbon coating against various 3d-transition metals, Tribology International, 2022, 査読あり

Research results: Ti, Fe, Ni, Cu 4 and other metal transfer metal phase handmade materials have the most excellent friction characteristics. Each phase handmade material is used to quantify the friction characteristics, EDS, Raman, XPS are used to analyze the element ratio, element distribution, combination, and so on. Finally, the number of friction in each chemistry is determined. The reason for the DLC is that it is easy to form the membrane, and the most carbon-rich is to form the membrane. Transfer metal carbon and carbon to form carbon, carbon properties, solubility, carbon content, carbon content and carbon content. It is possible that the metal (Ti, Fe, Ni) phase handmade materials may be formed by the formation of carbon compounds, and the carbon on the phase handpieces may be transferred to form the metal metal. On the one hand, the carbides are formed, Cu, carbon, carbon and carbon. Results the carbon compounds and carbides in the theory show that the metal transfer is the most difficult, the friction is the most serious, and the DLC is the most difficult. For example, Ti, W, Zr, Ta, DLC, friction, cutting, adding, friction, friction Articles of contribution: Friction characteristics of amorphous carbon coating against various 3d-transition metals, Tribology International, 2022,