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2015年度日本トライボロジー学会論文賞受賞者

机译：2015年日本摩擦学会最佳论文奖

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摘要

Diamond-like carbon(DLC)膜は炭素と水素を主成分としたアモルファス構造を持ち，平滑性と高い硬度を合わせ持つ特徴がある.そのため広くしゅう動部位のフリクション低減と耐摩耗性向上に使われている.しかしながら，自動車用エンジンオイル添加剤として広く普及しているMolybdenum dithio carbamate(Mo-DTC)添加環境下では効果的な摩擦低減効果を示さないばかりでなく，DLC膜の種類によってはDLC膜の摩耗が促進されてしまうことが知られている.そのため，Mo-DTC添加エンジンオイル中でのDLC膜の適用事例は限定的なものにとどまっている.そこで，本論文はMo-DTCに起因するDLC膜の摩耗メカニズムを解明してDLC膜の適用を拡大させる事を目的とした.そのためのアプローチとして，プラズマCVD法を用いてシリコン含有量を変化させたDLC膜を作成した.そして，表面力の異なる鉄系材料とアルミニウム系材料との間で摩擦摩耗試験をMo-DTC添加有り無しのエンジンオイル中で実施した.その結果，相手が鉄系材料とアルミニウム系材料の場合ではMo-DTCに起因する摩耗現象に大きな違いがある事を突き止めた.特に，相手材がアルミニウム系材料の場合にはDLC膜中のシリコン含有量に関わらずMo-DTCに起因するDLC膜の摩耗が発生しなかった.このメカニズムを解析するために，摩擦界面のXPS解析を実施した.それによると，アルミニウム系材料とのしゅう動では鉄系材料と比較しMoO_3の生成が少ないためMo-DTCに起因する摩耗が発生しない事がわかった.これらの研究成果は，Mo-DTCが添加されたエンジンオイル中においてもDLC膜の膜質と相手材の組合せを適切に選定すればDLC膜の摩耗を制御できる事を示唆しており，メカニズム研究と応用研究が加速される事を期待する.
机译：类金刚石碳（DLC）膜具有以碳和氢为主要成分的非晶结构，具有兼具平滑性和高硬度的特征，因此被广泛用于减少摩擦，提高滑动部件的耐磨性。但是，在存在广泛用作汽车发动机油添加剂的二硫代氨基甲酸钼（Mo-DTC）的环境中，它不仅没有显示出有效的降低摩擦的效果，而且取决于DLC膜的类型，已知在添加Mo-DTC的机油中DLC膜的磨损是有限的。这项研究的目的是阐明DLC膜的磨损机理并扩大DLC膜的应用范围。为此，采用等离子CVD法制备了硅含量不同的DLC膜。在添加和不添加Mo-DTC的发动机机油中，对具有不同作用力的铁基材料和铝基材料之间进行了摩擦和磨损测试。发现当配合材料是铝基材料时，由于DLC膜由于Mo-DTC而引起的磨损现象存在很大差异，而与DLC膜中的硅含量无关。为了分析这种机理，对摩擦界面进行了XPS分析，这是由于Mo-DTC引起的，因为与铝基材料滑动产生的MoO_3比铁基材料少。发现没有磨损。这些结果表明，即使在添加了Mo-DTC的机油中，也可以通过适当地选择DLC膜的质量和配合材料的组合来控制DLC膜的磨损。我们希望加快机理研究和应用研究。

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  • 来源
    《トライボロジスト》 |2016年第4期|198-199|共2页
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