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【24h】

グリセリンおよびリン酸骨格構造を有する添加剤による水素含有DLC膜の潤滑油中トライボロジー特性

机译：用甘油和磷酸盐结构润滑含氢DLC膜的润滑油

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摘要

一般的に，潤滑油は機械要素•駆動機構にとつて接触する二面間の直接接触を妨げ，材料の寿命を延ばし，駆動時のしゅう動抵抗を減らして省動力化するために必要不可欠である.材料の摩擦摩耗特性を改善するために添加剤を潤滑油に混合し，摩擦に伴う化学反応(トライボケミカル反応)により低摩擦ゃ耐摩耗が実現されている.添加剤には主に摩擦摩耗特性の改善を目的とした油性剤と，高負荷発生時に表面を保護する機能を有する極圧剤が存在する.近年ではエンジン等のさらなる低燃費化，高付加価値化のためダイヤモンドライクカーボン(Diamond-LikeCarbon,DLC)膜を適用する事例が増えている.しかし，鋼系材料に対して開発されてきた添加剤がDLC膜表面に対し摩耗を促進するなどの問題点を有することが報告されていることや,異なる種類の添加剤を用いた場合.目的の添加剤が表面に吸着しない特性が現れることから，複数の添加剤を用いて低摩擦と耐摩耗を両立させることは困難な状況である.潤滑油中に含有されるモリブデンジチォカーバメイト(Molybdenum dithiocarbamate,MoDTC)ゃジチオリン酸亜鉛(Zinc dithiophosphate,ZnDTP)など鉄合金表面へのトラィボ被膜形成を目的とした添加剤が炭素系硬質薄膜と相性が悪く，異常に摩耗することなどが問題点として指摘され,最適な添加剤の探索や，炭素系硬質膜の構造変化の有無と添加剤の関係を明らかにする研究が続けられている.このように，鋼系材料を対象として作製されてきた従来の添加剤では，近年普及してきているDLC膜に対して十分な効果が得られていない.水素含有DLC膜(Hydrogenated amorphous carbon,以下a-C:H膜)と軸受鋼(SUJ2)球の組合せにおいて，a-C:H膜の表面にGMO(グリセリンモノォレート)と同様の骨格を有する極性分子が吸着し，境界潤滑条件下において摩擦係数を減少させることが報告されていることから,GMOの有するヒドロキシ基が炭素系硬質薄膜の低摩擦化に有効と考えられる.また，摩擦しゆう動面にリン酸構造を有するトライボ被膜が形成されて摩耗量が減少することが期待されたことから，グリセリンジォキシフォスフォネート(glycerol dioxyphosphonate,GDOP)添加剤を作製し，GDOP添加時においてGMOと同程度の低い摩擦係数が得られることを著者らは明らかにしてきた.この際使用していた相手材料であるSUJ2球の比摩耗量はGMO添加条件より増加していた.GDOPに含まれるリン酸構造が相手表面であるSUJ2球にトライボ被膜を形成していない原因として，熱的安定性が高かったと推測し，新たな添加剤として炭化水素基部分の一級アルキル構造を熱安定性の低い二級ァルキルに変更したSecC6DHPP(以下添加剤A)およびSecC6HPP(以下添加剤B)の2種類の添加剤を合成した.添加剤AおよびBの違いは極性基である構造内のヒドロキシ基(OH基)の個数であり，添加剤Aでは2個のOH基，添加剤Bでは1個のOH基を有する.本研究においては，前述のように熱安定性を低くすることで反応性を高めた2種類の添加剤，GDOPおよび比較のために，鋼系材料に対して低摩擦特性を発現するGMOを用いてa-C:H膜同士の組合せで摩擦試験を行った.実験条件は潤滑油温度20,50および80°C,垂直荷重2Nにおいてa-C:H膜をそれぞれコーティングしたローラとディスクを用いて摩擦試験を行い.各種添加剤添加時のa-C:H膜同士におけるトライボ口ジー特性を明らカゝにした.
机译：通常，润滑油干扰机械元件•两个接口与驱动机构接触之间的距离，延长了材料的寿命，并且必须降低驱动阻力并节省功率。有润滑混合物通过与摩擦相关的化学反应（摩擦化学反应）来实现耐磨性的摩擦磨损特性的油。主要是添加剂的摩擦，其具有油基药剂，用于改善磨损特性和具有保护表面在高负荷产生时的函数的极性压力剂。近年来，钻石状碳（存在较大的情况，其中钻石素碳，DLC）薄膜。但是，它据报道，为钢材开发的添加剂具有促进DLC膜表面的磨损等问题。当使用不同类型的添加剂时，靶添加剂的特性出现不吸附到表面上，因此难以实现两者使用多种添加剂的低摩擦和耐磨性是。用于在铁合金表面上形成细膜形成的添加剂，例如钼二硫代氨基甲磺酸钼（二硫代氨基甲酸酯，MODTC），如润滑油中含有碳 -基于坚硬的薄膜。存在兼容性差，异常佩戴等问题，继续进行研究，并继续寻求最佳添加剂和基于碳的硬膜和添加剂的结构变化的存在或不存在。如上所述，在已经为钢材制造的传统添加剂中，近年来DLC膜没有获得足够的效果。氢化DLC膜（氢化非晶碳，AC组合的H膜）和轴承钢（SUJ2）球体，具有类似于GMO（甘油蒙特酸盐）的骨架的极性分子在AC：H膜的表面吸附，并降低了边界润滑条件下的摩擦系数。由于据报道，有转基因的羟基被认为是有效的用于低摩擦碳的硬膜薄膜。此外，在摩擦移动表面上形成具有磷酸结构的摩擦涂层，并且由于预期该量降低，因此磨损，甘油氧基膦酸盐（GDOP）添加剂准备并添加了GDOP澄清了作者，可以及时获得与GMO相同的摩擦系数。从GMO添加条件增加了SUJ 2球比例的比例，即目前使用的另一党材料。GDOP推测，热稳定性高，因为在SUJ2球上形成摩擦膜的原因，这是磷酸结构，其中未形成为另一个表面表面的磷酸结构，以及第一烷基结构烃基作为新添加剂热稳定。合成了SECC6 DHPP（以下称为添加剂A）和SECC6HPP（以下称为添加剂B）的两种添加剂。添加剂A和B之间的差异是极性组。羟基在结构中。基团（OH组）的数量是添加剂A中的OH基团的数量和添加剂B中的一个OH基团。在该研究中，通过降低如上所述的热稳定性来进行反应。对于两种类型的添加剂，GDOP和比较，用AC：H膜的组合进行摩擦试验，所述GMO具有钢材的低摩擦特性。使用辊和涂有圆盘进行摩擦试验AC：H膜在润滑油温度为20,50和80°C，以及垂直载荷2N。ac的Tribodia齿轮特性AC：H薄膜在添加各种添加剂时，我使我清晰。

著录项

  • 来源
    《トライボロジスト》 |2021年第7期|570-578|共9页
  • 作者

    蟹　拓実; 野老山　貴行; 梅原　徳次; 村島　基之; 李　義永; 八木下　和宏;

  • 作者单位

    名古屋大学大学院生(〒464-8603愛知県名古屋市千種区不老町1);

    名古屋大学大学院工学研究科マイクロ·ナノ機械理工学専攻(〒464-8603愛知県名古屋市千種区不老町1);

    名古屋大学大学院工学研究科マイクロ·ナノ機械理工学専攻(〒464-8603愛知県名古屋市千種区不老町1);

    名古屋大学大学院工学研究科マイクロ·ナノ機械理工学専攻(〒464-8603愛知県名古屋市千種区不老町1);

    名古屋大学大学院工学研究科マイクロ·ナノ機械理工学専攻(〒464-8603愛知県名古屋市千種区不老町1);

    ENEOS(株)中央技術研究所(〒231-0815 神奈川県横浜市中央区千鳥町8);

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