PTFE との摩擦における金属のフッ化と摩耗－金属による違いと水蒸気の影響

摘要

PTFE の低摩擦発現メカニズムについては古くから多くの研究がなされている．低摩擦発現機構のひとつに移着膜の形成が挙げられ，これにより PTFE 同士の摩擦になることが低摩擦の要因であるという説は広く知られている．また，金属の表面がPTFE との摩擦によりフッ化することも分析等で明らかとなっているが，移着膜形成とこのトライボケミカル反応との関連性については十分な解明がなされていない．このメカニズム解明を目的とした研究の一環で，PTFE とアルミニウム合金との摩擦において，アルミニウム合金がフィラーの入っていない PTFE との摩擦においても頗著に摩耗することが明らかとなり，そのしゆう動面からはフッ化金属（フッ化アルミニウム，オキシフッ化アルミニウム）が検出された．アルミニウム合金は比較的軟質な金属ではあるが，その他の金属と PTFE との摩擦や，アルミニウム合金とその他の高分子材料との摩擦試験の結果などから，アルミニウム合金における大量の摩耗は，フッ化金属の形成が影響していると考えられたが，その詳細は不明である．このようなトライボケミカル反応には摩擦環境が影響すると考えられる．また，金属種が異なれば PTFE とのトライボケミカル反応も異なってくる.と考えられるそこで本報では，硬度や耐食性の異なる金属としてステンレス鋼および純銅を比較金属とし，また，摩擦環境を低湿度と高湿度に変えることで，トライボケミカル反応への水蒸気の影響を調べることとした．