DLC膜のトライボロジ一特性に及ぼす潤滑油添加剤の影響

摘要

In order to widely apply the diamond-like carbon (DLC) films to sliding elements, it is an urgent matter to elucidate the interaction with lubricant additives. This paper reviews the effects of lubricant additives on the tribological properties of DLC films under boundary lubrication regime according to recent researches. Friction modifiers (FMs) and anti-wear additives (AW) have different influences on the tribological performance of DLC films compared with metals. The design concept of DLC films based on "surface architecture" is introduced to develop DLC films tailored to conventional lubricant additives. However, the additional research is still needed to develop new lubricant additives tailored to DLC films for achieving a desired tribological performance and meeting environmental demands by revealing the tribochemical pathway of additives on DLC surfaces.%ダイヤモンドの気相合成研究の副産物として生 まれたダイヤモンドライクカーボン（Diamondlike carbon: DLC)膜は，今やしゆう動材料の優等 生として多くのトライボロジ一要素に採用される とともに，更なる適用範囲の拡大が期待されてい る. 1970年代初頭，AISENBERGらが作製した イオンビーム蒸着炭素膜を"Diamondlike"とい う言葉で表現した当時は，トライボロジ一分野へ の応用に対する期待はそれほど高いものではなか つた.1980年代後半に光学部品の保護膜として DLC膜が採用されるようになると，トライボ口 ジー分野においても注目が集まるようになり，ハ 一ドディスクの保護膜や金型の表面改質など への展開が進んだ.これと同時に，DLC膜その ものの物性や構造に関する理解も大きく進展した. 2000年代に入ると，DLC膜の品質および性 能向上と相まって適用範囲が拡大し，厳しいしゅ う動環境に曝される自動車用エンジン部品など への実装も加速した.しゅう動材料としてDLC 膜がこのような大きな発展を遂げた背景には， DLC膜の持つ自己潤滑性だけではなく，潤滑剤 との相乗効果による低摩擦発現の可能性が示さ れたことが大きな要因として挙げられる.ここで DLC膜の自己潤滑性とは，水素終端による表面 の不活性化，摩擦に伴う構造変化によるグラフ アイト層の形成，雰囲気物質とのトライボケミ カル反応によるフリクションポリマーの形成に 起因する摩擦低減効果である.しかしながら，多 くのトライボ口ジ一要素は潤滑油環境下において 使用されるため，DLC膜の自己潤滑性が発揮さ れるような場は実用的にはあまり多くはない.