DLC 膜の摩擦誘起構造変化層に及ぼす摩擦相手材種の影響に関する研究

摘要

DLC（Diamond-Like Carbon）膜は，高硬度，耐摩耗性などの優れた機械的特性を有し，しゅう動面の材料として用いた場合には低摩擦係数をもたらすことが知られている．そのため，自動車エンジンなどにおいてしゅう動部の抵抗減少や，高耐摩耗性に伴う長寿命化などを目的として使用されている．近年，DLC 膜のしゅう動時の低摩擦発現の要因として，摩擦時に膜表面に生じる構造変化層が着目されている．構造変化層とは，DLC 膜の最表面が摩擦時の刺激によって変化し膜内部の化学的構造とは異なる構造になった層であると定義される．DLC 膜がかかわる低摩擦現象の発現時には，膜表面に低せh断強度のグラファイト様の構造変化層が現出すると考えられている．一方でこのグラファイト化現象を意図的に制御することが出来れば，あるいは摩擦で構造変化層をDLC 表面に析出させることが出来れば，DLC 膜の構造（sp~2/sp~3 比など）を制御するための手段として活用することも可能ではないかと考えられる．そこで本研究では，そのような摩擦誘起構造変化層の形成に摩擦相手材種が及ぼす影響が大きいのではないかと考え，その影響を明らかにすることとした．具体的には，Ni，Co，SUJ2 と摩擦したDLC 表面に対して，ラマン分光分析を用いてID/IG 比を測定し，摩擦相手材種と摩擦後表面のID/IG 比との関係を評価した．