カーボンオニオン－ＤＬＣ複合膜の開発と超潤滑システムへの応用

碳洋葱-DLC复合膜的研制及其在超级润滑系统中的应用

• 批准号: 13J08340
• 负责人: 澤井 周
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J08340/
• 关键词: トライボロジー; ナノ粒子; 炭素ナノ粒子; 水素; アモルファスカーボン; ダイヤモンドライクカーボン; カーボンナノ粒子; プラズマイオン注入

当該年度においては、昨年度において確立された集積ＣＮＰ（カーボンナノ粒子）薄膜の合成手法に基づき、基板上に合成された集積ＣＮＰ薄膜のトライボロジー特性について明らかにした。具体的には、シリコン基板上に合成された集積ＣＮＰ薄膜について、ＳＵＪ２球を相手材とする摩擦試験が、各種雰囲気において実施された。特に水素雰囲気におけるマクロスケール摩擦試験において、集積ＣＮＰ薄膜の膜厚が数十ナノメートル程度であるにも拘わらず、摩擦係数が０．０１程度という超低摩擦が観察された。数百回の摺動試験が実施されたが、摺動痕の変化は目視では確認されなかった。摺動痕および相手材の移着膜の構造解析を行った結果、以下の特徴が得られた。基板上の摺動痕のＣＮＰの構造は変化していなかったが、摺動痕の最表面構造は、水素を多く含んだグラファイト層であることが明らかとなった。また、相手材の移着膜は、水素を多量に含んだＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）構造であることが明らかとなった。以上の構造解析結果より、以下のような考察を行った。水素雰囲気下においては、集積ＣＮＰ薄膜は従来のＤＬＣ膜よりも多孔質的な性質を持つため、薄膜が押圧される際に構造が破壊され、水素が吸着可能なサイトがＣＮＰの表面に多量に生じたことが考えられる。その結果、水素を多量に含むＤＬＣもしくはグラファイト構造が生じたものと考えられる。この場合、移着膜および摺動痕の最表面層に、潤滑性の非常に高いアモルファス層が構成され、低摩擦が発現したと考えられる。本研究の摩擦低減メカニズムは、従来のＤＬＣ膜の水素雰囲気下における低摩擦メカニズムとは異なる。つまり、従来の薄膜による超潤滑とは異なる、ナノ粒子の特殊雰囲気下における超潤滑応用への基礎的な知見が得られたものと考える。

In the year of the year, last year, we made sure that the synthesis of CNP thin films, the synthesis of CNP thin films on the substrate and the properties of CNP films. On the specific substrate, the synthesis of CNP thin film, the handmaterial of SUJ2 ball phase, the friction and the application of each material. In particular, the water content, the friction, the thickness of the CNP film, the thickness of the film, and the number of friction. Hundreds of folds are used to make sure that you don't know what you're going to do. The handmade material moves the film to analyze the results of the analysis, and the following special results are obtained. On the substrate, the folding marks are CNP, the most surface of the folding marks, and the moisture content is much higher than that of the substrate. The film is moved to the surface of the film, and the amount of water is high in the amount of DLC. The results of the above analysis are compared, and the following results are reviewed. In the presence of water and CNP film, the properties of DLC film and porous film are analyzed, and the results show that the water absorption may affect the quality of the surface of DLC film. The results show that the amount of water in the water contains a large amount of water, and the DLC content is high. When you close and move the film, you can see that the marks are on the most surface, the slippery surface is very high, and the friction is very low. In this study, low friction, low friction and low friction. The film is slippery, the particles are special, the slippery is slippery, and the knowledge of the base is obtained.

项目成果

Synthesis and Characterization of High-Density Nano Carbon Particle Film by Plasma-Based Ion Implantation Method

等离子体离子注入法合成高密度纳米碳粒子薄膜并表征

• 发表时间: 2013
• 作者: Shu Sawai，Yuya Nakahara;Naohiro Matsumoto;Junho Choi;Takahisa Kato
• 通讯作者: Takahisa Kato

Synthesis of nano carbon onion thin film by plasma-based ion implantation method and its tribological properties

等离子体离子注入法制备纳米碳洋葱薄膜及其摩擦学性能

• 发表时间: 2013
• 作者: Shu Sawai，Yuya Nakahara;Naohiro Matsumoto;Junho Choi;Takahisa Kato
• 通讯作者: Takahisa Kato

プラズマイオン注入法によるナノカーボン粒子膜の形成とトライボロジー特性評価

等离子体离子注入法纳米碳颗粒薄膜形成及摩擦学性能评价

• 发表时间: 2013
• 作者: Shu Sawai，Yuya Nakahara;Naohiro Matsumoto;Junho Choi;Takahisa Kato;澤井周，中原優也，崔埈豪，加藤孝久
• 通讯作者: 澤井周，中原優也，崔埈豪，加藤孝久

Synthesis and characterization of carbon nanoparticle films prepared by plasma-based ion implantation

等离子体离子注入制备碳纳米粒子薄膜的合成与表征

• DOI: 10.1002/sia.5457
• 发表时间: 2014
• 期刊: Surface and Interface Analysis
• 影响因子: 1.7
• 作者: Shu Sawai;Yuya Nakahara;Naohiro Matsumoto;Junho Choi;Takahisa Kato;Masahiro Kawaguchi
• 通讯作者: Masahiro Kawaguchi

カーボンナノクラスタの合成，応用およびシミュレーションによる構造分析

碳纳米团簇的合成、应用和模拟结构分析

• 发表时间: 2014
• 作者: Shu Sawai;Yuya Nakahara;Naohiro Matsumoto;Junho Choi;Takahisa Kato;Masahiro Kawaguchi;柳本史教，中原優也，澤井周，崔埈豪，加藤孝久;Takahisa Kato;Takahisa Kato;澤井周
• 通讯作者: 澤井周