CN_x膜の摩擦特性の考察から導かれる硬質炭素膜の摩擦特性に関するメカニズム

摘要

DLC膜やダイヤモンド膜が低摩擦係数を発現するメカ二ズムを説明するために提案された仮説を用いて，これまでに示されたCN_x膜の摩擦特性を説明できるかどうか検討を行った。このため，DLC膜やダイヤモンド膜に関する先の仮説に加え，CN_x膜の特性を説明するために必要と考えられる仮説を追加し，それらの仮説で従来の様々なCN_x膜の実験結果の説明を試みた。しかしながら，それらの仮説のみでは特にO_2添加やH_2O添加雰囲気中でのCN_x膜の摩擦特性を説明することができなかった。そこで，従来のO_2が硬質炭素膜の表面を黒鉛化するというメカニズムに加えて，新たに-C=Oがその役割を担っているという仮説を提案した。その結果，これらの仮説でCN_x 膜の摩擦試験に加え，DLC膜やダイヤモンド膜の摩擦特性まで矛盾なく説明することができるようになった。また.それらの仮説を用いて，様々なドライ環境における炭素系薄膜の摩擦特性を予測できるようになった。