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ガスクラスタイオンビーム加エによるガラス面の表面粗さおよび表面エネルギーの変化

机译：气体团簇离子束辐照对玻璃表面粗糙度和能量的影响

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摘要

Aiming to develop ultra-smooth sliding pins suitable for pin-on-disk tests of nanometer-thick liquid lubricant films, we applied gas cluster ion beam (GCIB) treatment to BK7 glass surfaces and quantified the changes of surface roughness and surface energy. The surface roughness, particularly the height of the highest asperity (Rp) was significantly reduced by the GCIB treatment. Surface roughness of Rp < 2 nm was realized for samples treated with nitrogen GCIB (N_2-GCIB). Meanwhile the change of surface energy was dependent on the treatment condition. For samples treated with argon (Ar-) and N_2-GCIB, the surface energy was once enhanced by the treatment, but it then decreased to the value of untreated samples with elapsed time. These results indicate that ultra-smooth sliding pins with unchanged surface energy properties can be achieved with Ar- and N_2-GCIB treatment. For samples treated exclusively with Ar-GCIB and samples with deposited hard diamond-like carbon (DLC) films, the surface energy decreased after the treatment and remained stable with elapsed time. Additionally, the samples with deposited hard DLC films exhibited a constant surface energy that is not influenced by the property of substrate materials.%磁気ディスク装置やマイクロマシンなどの微小機械システムでは，ナノメートルのすきまを隔てた固体2面間の相対運動を精確かつ安定に実現することが重要な課題になっており，このため厚さ1～2nmの単分子層液体潤滑膜（ナノ潤滑膜）を用いる潤滑技術に関心が高まっている．潤滑膜の実用性能を評価する手法として，ピンオンディスク試験が汎用されてきた．表面粗さがナノレベルの高精度なしゆう動ピンの入手が困難なため，通常はナノ潤滑膜の厚さに比べて粗さが1桁以上も大きいしゆう動ピンが使用されている．
机译：为了开发适用于纳米级液体润滑剂薄膜的针盘试验的超光滑滑动销，我们对BK7玻璃表面进行了气体团簇离子束（GCIB）处理，并量化了表面粗糙度和表面能的变化。通过GCIB处理，表面粗糙度，特别是最高粗糙度（Rp）的高度显着降低。对于用氮气GCIB（N_2-GCIB）处理的样品，Rp <2 nm的表面粗糙度得以实现。同时，表面能的变化取决于处理条件。对于用氩气（Ar-）和N_2-GCIB处理的样品，表面能曾经通过处理而增强，但是随着时间的流逝，表面能下降到未经处理的样品值。这些结果表明，通过Ar-和N_2-GCIB处理可以实现表面能属性不变的超光滑滑动销。对于仅用Ar-GCIB处理的样品和具有沉积的硬类金刚石碳（DLC）膜的样品，表面能在处理后降低，并随时间推移保持稳定。此外，沉积有硬质DLC膜的样品表现出恒定的表面能，不受衬底材料性能的影响。％磁気ディスク装置相対运动を精确かつ安定に実现することが重要なスになっており，このため厚さ1〜2nmの単分子层液体润滑膜（ナノ润滑膜）を用いる润滑技术に关心が高まっている。膜の実用性能を评価する手法とが，ピンオンディスク试験が泛用されてきた。桁粗さが1桁架以上も大きいしゆう动ピンが使用されている。

著录项

  • 来源
    《トライボロジスト》 |2012年第2期|p.116-122|共7页
  • 作者

    張　　賀東; 三矢　保永; 難波　克也; 榊原　寛幸; 福澤　健二; 伊藤　伸太郎;

  • 作者单位

    名古屋大学 大学院情報科学研究科 複雑系科学専攻（〒464－8601愛知県名古屋市千種区不老町）;

    （財）名古屋産業科学研究所（〒464－0819　愛知県名古屋市千種区四谷通り1－13ノア四谷ビル2F）;

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

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

    名古屋大学 大学院工学研究科マイクロ・ナノシステム工学専攻（〒464－8603　愛知県名古屋市千種区不老町）;

    名古屋大学 大学院工学研究科マイクロ・ナノシステム工学専攻（〒464－8603　愛知県名古屋市千種区不老町）;

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