高温下におけるモリブデン酸銅粉末固体潤滑剤のトライボロジー特性

摘要

本研究は，しゆう動面に思わぬ物質の形成を見つけたことに始まる．アルミニウム青銅（C6191）のしゆう動面に三酸化モリブデンを供給し，高温下でしゆう動させたところ，500°C 以上で末供給の試料より低い摩擦係数を示した．金属酸化物が高温で潤滑性を発揮するという報告は見られるので，摩擦係数の低下は期待したとおりであったが，摩擦面の分析をしたところ基材の成分とも三酸化モリブデンとも異なる結晶構造を有する物質が検出された．データベースを調査した結果，しゆう動面から検出されたのはモリブデン酸銅の一種である Cu_3Mo_2O_9 であった．従って，我々の実験系では三酸化モリブデンが直接潤滑性に寄与したのではなく，高温中でアルミニウム青銅の主成分である銅と三酸化モリブデンとが反応してモリブデン酸銅を形成し，これが高温での潤滑性に寄与したと推察された．wahlらは，アルミナ基板上に成膜した Cu-Mo 複合膜を大気中で加熱して得られた酸化物が高温雰囲気で低い摩擦係数を示すことを報告した．ただし，この酸化物がモリブデン酸銅であるとしているが具体的な同定には至っておらず，また，モリブデン酸銅の潤滑性について調べられた報告が少なく，その潤滑機構は不明である．そこで本研究では，モリブデン酸銅としてCu_3MO_2O_9 と CuMoO_ 4の 2 種類の粉末について高温での潤滑性を調べた．また，これらのモリブデン酸銅の合成原料である CuO と MoO_3 の粉末についても同様に高温での潤滑性を調べ，モリブデン酸銅の結果と比較することにより，モリブデン酸銅の高温での潤滑機構について検討することとした．