【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.14】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22NU0081

利用課題名 / Title

DLC膜上における油中添加剤由来トライボ被膜成長

利用した実施機関 / Support Institute

名古屋大学 / Nagoya Univ.

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マテリアルの高度循環のための技術/Advanced materials recycling technologies（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

DLC, Tribofilm, Oil additive,電子顕微鏡/Electron microscopy,集束イオンビーム/Focused ion beam

利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

梅原 徳次

所属名 / Affiliation

名古屋大学

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

山下祥輝,野老山貴行,村島基之

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NU-102：高分解能電子状態計測走査透過型電子顕微鏡システム
NU-104：直交型高速加工観察分析装置
NU-106：試料作製装置群

報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

Diamond-like Carbon（DLC：炭素系硬質薄膜）は，非常に硬質であり耐摩耗に優れるという特徴のほかに，機械しゅう動部において低摩擦を示すという特徴を有する．これらの特徴は，機械の長寿命化に寄与するだけでなく，機械の省エネルギ・低燃費化に寄与する．こういった背景により，DLC膜は近年自動車用エンジン部品のコーティングに使用されるなど今後の発展が大いに期待される材料である． 　通常の機械のしゅう動システムにおいては，一般的に潤滑油が使用される．これは，接触界面における油膜形成による摩耗の低減，油膜形成による摩擦力の低減，しゅう動面の冷却，摩耗粉の排出効果を狙ってのことである．これらの潤滑油は，ほとんどの構成物質である基油と，そこに様々な効果を見込んで添加される添加剤より構成されている．添加剤には，酸化防止剤，消泡剤，油性剤など多様なものが含まれる．一方で，特にトライボロジー分野において注目されているのが，耐摩耗性を示すトライボ被膜を形成する極圧添加剤や低摩擦特性を示すトライボ被膜を形成する摩擦低減剤である．極圧添加剤の代表例に，ZnDTP（Zinc Dialkyldithiophosphate），摩擦低減剤の代表例にMoDTC（molybdenum dithiocarbamate）が挙げられる．これらの添加剤は摩擦により，しゅう動面材料と化学反応が進み，機能性に優れたトライボ被膜を形成する．しかし，これらの反応は金属材料上で進むように設計されており，炭素原子から構成されるDLC膜上では優れたトライボ被膜を形成しないことが知られている．場合によっては，DLC膜の摩耗を化学反応により進行させてしまうことが知られている．そのため，どのようなトライボ被膜がDLC膜上で形成されるのかを明らかにすることは非常に重要な課題である．

実験 / Experimental

試料作成装置：FIB(FB2100, MI4000L) 観察分析装置：透過電子顕微鏡（JEM-ARM200F Cold）

結果と考察 / Results and Discussion

DLC膜に対して添加剤含有潤滑油中でAFMナノ摩擦試験を実施したトライボフィルムの断面TEM/EDS画像を図1に示す．結果として，リン，亜鉛および硫黄から構成される40 nm程度のトライボ被膜が形成されることが明らかとなった．

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1 ナノトライボフィルムの断面TEM/EDS像

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)

口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.

特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件