ナノ気孔を有するセル構造体のトライボロジー特性の解明

阐明纳米孔细胞结构的摩擦学特性

• 批准号: 17760114
• 负责人: 山口 健
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17760114/
• 关键词: セル構造体; 多孔質; 接触; 摩擦; 摩耗; 気孔; トライボロジー

本研究の目的は,ナノ,マイクロサイズの気孔を有するセル構造体の接触機構の解明及びそれに基づくトライボロジー特性改善のためのセル構造の好適設計指針を明らかにすることである.平成18年度に得られた主な結果は以下のとおりである.(1)気孔率が6.72%である成長黒鉛鋳鉄の切削粉を用いて,気孔率がほぼ等しく(17.1%,19.1%)気孔径分布の異なる2種類の多孔質鋳鉄材料を粉末冶金技術によって作製した.(2)幅広いすべり速度,荷重条件(すべり速度:0.001〜4m/s,垂直荷重:0.49〜9.8N)において,気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,低すべり速度・高接触圧力条件下及び高すべり速度条件下において油膜破断により,0.2以上の高い摩擦係数を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料は今回の試験条件の範囲では,明確な油膜破断を興さず,すべての条件において0.2以下の低い摩擦係数を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での摩擦特性の向上が確認された(3)幅広いすべり速度,荷重条件において気孔率6.72%の多孔質鋳鉄材料は,1×10^<-8>mm^2/N以上の高い比摩耗量を示すのに対して,気孔率17.7%,19.1%の多孔質鋳鉄材料はすべての条件において,1×10^<-8>mm^2/N以下の低い比摩耗量を示すことが判った.このことから,気孔率の増加に伴う,含油条件下での耐摩耗性の向上が確認された.(4)気孔径分布の異なる2種類(気孔率:19.1%,17.7%)の多孔質鋳鉄において,気孔径が小さく,かつ気孔径にばらつきの少ない多孔質鋳鉄は,低接触圧力,低すべり速度条件において1×10^<-10>mm^2/N以下の極めて低い比摩耗量を示すことが判った.(5)本研究の結果より,気孔率の増加及び気孔径分布のばらっきの制御により,従来の含油軸受では使用不可能であったすべり速度1m/s1以上の高すべり速度域で使用可能な含油軸受が実現できる可能性があることが判った.

本研究的目的是阐明具有纳米和微米尺寸孔隙的细胞结构的接触机制，并在此基础上阐明改善摩擦学性能的细胞结构的合适设计指南。获得的主要结果如下。 (1) 采用气孔率为6.72%的生长石墨铸铁切削粉，采用粉末冶金方法制备了两种气孔率大致相等（17.1%和19.1%）且孔径分布不同的多孔铸铁材料（2）。多种滑动速度和负载条件。在滑动速度0.001~4m/s、垂直载荷0.49~9.8N的条件下，孔隙率为6.72%的多孔铸铁材料在低滑动速度、高接触压力、高滑动条件下出现油膜破裂。由于摩擦系数高达0.2以上。相比之下，孔隙率为17.7%和19.1%的多孔铸铁材料在试验条件范围内不会引起明显的油膜破裂，并且在所有条件下都表现出0.2以下的低摩擦系数。随着孔隙率的增加，证实在油条件下摩擦性能得到改善 (3)在较宽的滑动速度和载荷条件下，孔隙率为6.72%的多孔铸铁材料具有超过1×10^<-8的高摩擦性能>mm^2/N 具体磨损量为17.7%和19.1%。结果发现，优质铸铁材料在所有条件下均表现出小于1×10^<-8>mm^2/N的低比磨损量。由此发现，随着孔隙率的增加，在油下(4)确认了具有不同孔径分布(pore size distribution)的两种类型。孔径小、孔径变化小的多孔铸铁在低接触压力和低滑动速度条件下，孔径为1×10^<-10>mm^，发现其比磨损量极低，小于2/。 N。 (5) 从本研究的结果来看，通过增加孔隙率并控制孔径分布的变化，可以实现 1 m/s1 或更高的高滑动速度范围，这是传统油浸无法使用的人们发现可以制造一种可用于以下领域的油浸轴承。

项目成果

Development of hard porous carbon materials RB ceramics and their tribological applications

硬质多孔碳材料RB陶瓷的研制及其摩擦学应用

• 发表时间: 2006
• 期刊: Proceedings of the Third Asia International Conference on Tribology
• 作者: 柳澤秀吉;村上存;菊池武士;菊池 武士;Takehito KIKUCHI;Takehito KIKUCHI;菊池 武士;山口健;T.Yamaguchi
• 通讯作者: T.Yamaguchi

RBセラミックス粒子を配合したPA66の微量油潤滑下における摩擦特性

含RB陶瓷颗粒的PA66在微油润滑下的摩擦性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: 日本トライボロジー学会トライボロジー会議予稿集
• 作者: 秋山元治;松本邦裕;山口健;小野真人;舟橋直樹;堀切川一男
• 通讯作者: 堀切川一男

Development of thermoplastic resin/RB ceramics composites and their friction and wear properties under dry and oil lubricated conditions

热塑性树脂/RB陶瓷复合材料的研制及其干润滑和油润滑条件下的摩擦磨损性能

• 发表时间: 2005
• 期刊: Book of Synopses of International Tribology Conference Kobe 2005
• 作者: M.Akiyama;K.Matsumoto;T.Yamaguchi;K.Hokkirigawa
• 通讯作者: K.Hokkirigawa

エコマテリアルハンドブック

生态材料手册

• 发表时间: 2006
• 作者: Y.Sasaki;W.-J.Tian;M.Hashizume;M.Hashizume;菊池純一;橋詰峰雄;M.Otsuki;M.Hashizume;K.Matsui;W.-J.Tian;菊池純一;菊池純一;菊池純一
• 通讯作者: 菊池純一

Development of PA66/RB ceramics composites as new tribomaterials

PA66/RB陶瓷复合材料作为新型摩擦材料的开发

• 发表时间: 2005
• 期刊: Proceedings of 3^<rd> International Symposium on Mechanical Science Based on Nanotechnology
• 作者: Takeshi Yamaguchi;Motoharu Akiyama;Kunihiro Matsumoto;Kazuo Hokkirigawa
• 通讯作者: Kazuo Hokkirigawa