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大気中無潤滑下におけるDLC-Si膜の低摩擦特性

机译:空气中非润滑状态下DLC-Si膜的低摩擦性能

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摘要

The aim of this study is to examine the effect of silicon in DLC-Si films on friction properties, and to clarify the mechanism of low friction under dry sliding conditions. The friction coefficient of DLC-Si films was measured using a ball-on-disk type tester at a load of 10N and a sliding velocity of 0.2m/s with no lubricant in an ambient air atmosphere. Compared to DLC films without Si, DLC-Si films exhibited an extremely low friction coefficient (about 0.05) ranging from 4 to 17 at. % in silicon. On the wear surface of DLC-Si coated disks, the formation of Si-OH was eventually detected using derivatization-XPS. In order to explain the relation between Si-OH formation and low friction behavior, model samples with Si-OH, Si-H and their mixture on the silicon wafer were prepared, and the friction coefficient of the samples was measured with a ball-on-plate type tester. Compared to Si-H, Si-OH had a lower friction coefficient. Furthermore, Si-OH surface analyzed by ATR-IR showed spectra with broad band at around 3400 cm"1, indicating the existence of adsorbed water on the Si-OH surface. From the results obtained, it was suggested that DLC-Si films exhibited a low friction property caused by the formation of Si-OH and adsorbed water in it under the dry sliding condition.%ダイヤモンドライクカーボン(Diamond-Like Carbon:rnDLC)は,非晶質で硬質な膜として,Aisenbergらによりrn1970年代に初めて合成された。DLC膜の主な機能としては,rn耐摩耗性,低摩擦,耐食性,光透過性,ガス遮断性等が挙げrnられる。現在,耐摩耗性と低摩擦が要求される工具·rn金型および機械部品,光透過性を利用した赤外線用ガラスのrn保護膜,プラスチック容器へのガスバリアコーティングを初rnめとし,実用にも供されつつある。それらの中でも,適用対rn象の幅広さ,効果の大きさなどからしゅう動部に用いられるrn機械部品への応用に最も大きな期待が寄せられている。
机译:这项研究的目的是检验DLC-Si膜中硅对摩擦性能的影响,并阐明干滑动条件下低摩擦的机理。 DLC-Si膜的摩擦系数是使用圆盘球型测试仪在10N的载荷下和0.2m / s的滑动速度下在无润滑剂的环境空气中测量的。与没有Si的DLC膜相比,DLC-Si膜的摩擦系数极低(约0.05),范围为4至17 at。硅中的百分比。在DLC-Si涂层圆盘的磨损表面上,最终使用衍生化XPS检测到了Si-OH的形成。为了解释Si-OH的形成与低摩擦行为之间的关系,制备了在硅片上具有Si-OH,Si-H及其混合物的模型样品,并通过球式法测量了样品的摩擦系数。板式测试仪。与Si-H相比,Si-OH的摩擦系数更低。此外,通过ATR-IR分析得到的Si-OH表面在3400 cm-1附近显示了宽谱带,表明在Si-OH表面上存在吸附的水。从获得的结果表明,DLC-Si膜呈现出在干燥滑动条件下由于形成Si-OH和吸附水而导致的低摩擦性能。%ダイヤモンドライクカーイン(Diamond-Like Carbon:rnDLC)は,非晶质で硬质な膜として,Aisenbergらによりrn1970 DLC膜の主な机能としては,rn耐摩耗性,低摩擦,耐食性,光透过性,ガス遮断性等が挙げrnられる。现在,耐摩耗性と低摩擦が要求され。る工具·rn金型および机械部品,光透过性を利用した赤外线用ガラスのrn保护膜,プラスチック容器へのガスコリアコーティンめ初めめとし,実用にも供されつつある。それらの中でも,适用対rn象の幅広さ,效果の大きさなどからしゅう动部に用いられるrn机械部品への応用に最も大きな期待が寄せられている。

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