【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.03.12】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT2345
利用課題名 / Title
軽金属素地面および酸化被膜表面への潤滑油添加剤の吸着特性とトライボロジー特性
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto 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）加工・デバイスプロセス/Nanofabrication（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
トライボロジー,潤滑油添加剤,吸着特性,軽金属表面,酸化被膜,スパッタリング/ Sputtering
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)
平山 朋子
所属名 / Affiliation
京都大学 大学院工学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
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
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
本研究は，軽金属であるチタンおよびアルミニウムの酸化膜表面および純金属基板上における油性剤の吸着挙動とトライボロジー特性の差異を明確に把握しようとするものである．本研究では，接触角測定，原子間力顕微鏡(AFM)摩擦試験，中性子反射率(NR)法，マクロ摩擦試験などの実験的手法により，チタンとアルミニウムの酸化膜および純金属素地面における油性剤の吸着特性と摩擦特性への影響を調査した．
実験 / Experimental
本研究では，チタンの酸化膜と純金属表面の吸着特性と摩擦特性の違いを理解するため，パターン基板上にスパッタリングしたチタンを実験に用いた．スパッタリングで成膜したチタン膜を用いた理由は，機械加工や他の成膜方法に比べて表面粗さ（Ra≃0.8nm）が小さく，原子間力顕微鏡を用いた微視的な摩擦特性の測定に適しているためである．スパッタリング装置は，京都大学ナノテクノロジーハブ拠点のキヤノンアネルバ株式会社製スパッタリング装置EB1100（KT-202）を用いた．スパッタリングした純チタン表面を大気中に曝したときの自然酸化膜の厚さを測定するために，XPS試験用に50nmの厚さでスパッタリングした．接触角実験ではパターンなしのシリコンウェーハ基板を使用し，チタンをスパッタリングした．その後，潤滑油添加剤を表面に滴下し，摩擦試験を行った．
結果と考察 / Results and Discussion
実験の結果，チタンの場合，水の接触角，AFM摩擦低減効果，酸化膜上のNR吸着膜密度は同じ傾向を示し，すなわち，分子中のエステル基数が多いほど摩擦低減効果が高く，形成される吸着膜も緻密であることがわかった．純チタン基板上では，基油の摩擦係数は変化しないが，添加剤は官能基数によって異なる効果を発揮し，モノエステルの摩擦係数は増加し，テトラエステルの摩擦係数はさらに減少した．酸化チタン膜と純金属基材での摩擦特性の変化は，HSAB原理で説明できる．マクロ摩擦試験でも，チタン純金属基板に対するエステル系添加剤の効果が実証された．
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
[参考文献] ソンリン, 山下直輝, 平山朋子, 三村賢人, 伊藤義浩, 中西裕信, 油性剤の吸着特性および摩擦特性に及ぼす表面酸化の影響（第1報：AFMを用いた評価手法の構築と試験結果）, トライボロジー会議2024春東京予稿集(2024).
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