科研費 - 梅原 徳次
-
摩擦誘導超低摩擦ナノ構造層によるスマートトライボシステムの開発
研究課題/研究課題番号：25220902 2013年5月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費補助事業 基盤（S）
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
配分額：151450000円 （ 直接経費：116500000円 、 間接経費：34950000円 ）
摩擦誘導ナノ構造層による超低摩擦の安定指針を得るため２つの装置を試作し、超低摩擦発現モデルを提案した。「超低摩擦発現ナノ構造変化層の摩擦時その場計測装置」により、カーボン系硬質膜の無潤滑時の超低摩擦は摩擦で形成するナノ構造変化層の厚さ、硬さ及び表面粗さが重要で、それらのパラメータを用いた「薄膜固体潤滑理論」が超低摩擦モデルとして妥当であることを定量的に明らかにした。また、「超低摩擦摩擦面の表面エネルギーのESEM内その場評価装置」により、摩耗痕の表面エネルギーの低減が摩擦低減に有効であることを定量的に明らかにし、超低摩擦が発現した際はナノ構造層の内部で摩擦する超低摩擦メカニズムを提案した。
-
遷移金属含有DLCによるトライボケミカル超低摩擦・長寿命指針の提案
研究課題/研究課題番号：24K00788 2024年4月 - 2027年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(B)
梅原 徳次, 野老山 貴行
担当区分：研究代表者
配分額：18460000円 （ 直接経費：14200000円 、 間接経費：4260000円 ）
持続型社会では高効率化のために摩擦損失を限りなくゼロにする未来機械が求められる。超低摩擦でかつ長寿命のためには、潤滑油成分から摩擦界面を反応場として連続的に生成されるトライボケミカル反応生成物による超低摩擦の実現が考えられる。
本研究では、「トライボ反応場を模擬したオートクレーブ型摩擦装置」を試作し、種々の遷移金属を含有したカーボン系硬質膜同士において、温度と圧力と固体表面の触媒作用の摩擦界面生成物と摩擦係数に及ぼす影響を明らかにする。さらに、超低摩擦生成物の持続的生成のための必要条件を提案する。 -
潤滑物質の摩擦面その場生成がもたらす潤滑油レス超環境適応型エンジニアリング
研究課題/研究課題番号：22K18751 2022年6月 - 2025年3月
科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)
村島 基之, 鷲津 仁志, 梅原 徳次
担当区分：研究分担者
本研究は，摩擦潤滑剤は外部から供給し長時間効果が持続する必要がある，という従来の機械工学の概念を覆し，潤滑剤を摩擦面においてその場で生成し供給するという革命的な潤滑技術の開発に挑戦する．研究代表者は昨年度の独自実験において，誘電体バリア放電の摩擦面への直接照射により，超低摩擦潤滑剤が生成され，それらが超低摩擦を示す結果を発見した．本研究は，革新的な潤滑油レス超環境調和型エンジニアリングにつながる夢の技術を実現する研究であり，真に挑戦すべき課題である．
-
カーボン系硬質膜摩擦時ナノ構造層・潤滑油層誘電率その場評価での超低摩擦指針の提案
研究課題/研究課題番号：18H03751 2018年4月 - 2022年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
梅原 徳次, 野老山 貴行, 徳田 祐樹, 川口 雅弘, 村島 基之, 久保 百司
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
配分額：43550000円 （ 直接経費：33500000円 、 間接経費：10050000円 ）
機械の耐摩耗・超低摩擦材としてカーボン系硬質膜の応用が進められている．潤滑油中超低摩擦発現のために、摩擦面のナノ構造変化層と吸着潤滑油層の誘電率が重要と考え、「潤滑油中超低摩擦発現ナノ構造変化層と境界潤滑層の誘電率のその場評価装置」を試作し、カーボン系硬質膜摩擦面のナノ構造層と吸着油層の誘電率と摩擦係数の関係を明らかにした。具体的には、ナノ構造層と吸着油膜の体積分極率が1.4倍増加する事で摩擦係数が20％減少することが明らかとなった。また、摩擦後のナノ構造層と吸着潤滑層のXPS分析と、カーボン系硬質膜の摩擦によるナノ構造層のシミュレーションを行い、誘電率と摩擦係数の関係の妥当性を明らかにした。
耐摩耗・超低摩擦の摺道材としてカーボン系硬質膜の応用が進められている．高面圧での境界潤滑下での摩擦では、境界潤滑膜の強固な吸着が求められ、予備実験から摩擦面のナノ構造変化層と吸着潤滑油層の誘電率が重要と考えられる。そこで、本研究では、カーボン系硬質膜の構造変化層と吸着膜の誘電率に注目し、屈折率と消衰係数の光学特性から誘電率を推定し、摩擦係数との関係を明らかにした。その結果、これらの誘電率の増加と摩擦係数の減少において強い相関性があることが明らかとなり、誘電率が今後の油中超低摩擦面開発のための良い設計指針となる事を明らかにした。 -
超微細金属素子の効率的製造技術の確立とその光機能デバイス開発への応用
研究課題/研究課題番号：17H01240 2017年4月 - 2021年3月
科学研究費助成事業 基盤研究(A)
吉野 雅彦, 松村 隆, 長尾 忠昭, 山中 晃徳, 梅原 徳次, 寺野 元規
担当区分：研究分担者
本研究では、機械的加工法である微細塑性加工および微細切削加工によりサブμmサイズの微細構造を有する金型を加工し、その金型からホットプレスによりプラスチックモールドを効率的に作製する手法を確立した。さらにトランスファープリンティング法によりそのプラスチックモールドから超微細金属素子を低コストで効率的に製造できることを示した。次いで、微細塑性加工で作製した微細菱形金薄膜構造に生じる光学的機能を明らかにするため、数値解析および実験によりSERS効果を検討した。これにより機械的微細加工技術による光機能デバイス開発の可能性を示した。
多様な素材に適用できる機械的加工法による超微細加工特性を明らかにし、加工学に関わる多くの学術的、実用的知見を得た。特に硬脆材料の延性モード切削加工や微細金属接合に関する様々な知見は精密加工技術の発展に寄与すると期待される。またガラスや金属に機械的微細加工を施すことにより光学機能性を創出出来ることを実証した。これらの微細加工技術は一般的な精密加工技術の延長にあるため、比較的少ない投資で導入可能と考えられる。また低コストで安定的に供給される汎用素材から高機能材料や高機能デバイスなど付加価値の高い製品を製造できるため、新たなビジネスモデルの開発や異業種交流に繋がることが期待される。 -
ループ型カーボン繊維マイクロブラシによる軽量・低起動トルクすべり軸受の提案
研究課題/研究課題番号：26630040 2014年5月 - 2017年3月
日本学術振興会 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究，課題番号：23630040
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
超微細機械加工と自己組織化を併用したナノ加工技術の確立と光学機能創出への適用
研究課題/研究課題番号：26249007 2014年4月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費補助事業 基盤（B）
吉野 雅彦
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
本研究は、石英ガラス基板上にサブμmサイズの微細金属素子を製造するための低コストで効率的な加工技術の開発を目指した。このためにまず微細切削加工実験と微細塑性加工が行える微細複合機械加工装置を開発し、また単結晶ダイヤモンド製微細型工具を開発し、その加工特性を明らかにした。さらに微細機械加工と焼鈍による自己組織化により、金属ナノドットアレイや二重ナノロッドアレイなど特異な光学特性を有する微細金属素子を作製出来ることを示した。さらに母型に加工した微細構造を熱ナノインプリント法でプラスチック膜に転写し、それを用いたケミカルスタンプ法を提案し、金属微細素子の効率的製造法の可能性を示した。
-
摩擦界面における軟質金属層の物性と摩擦・摩耗特性に関する研究
研究課題/研究課題番号：26420093 2014年4月 - 2017年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(C)
後藤 実, 梅原 徳次, 野老山 貴行, 加納 眞, 三木 寛之, 竹野 貴法
担当区分：研究分担者 資金種別：競争的資金
銀/ダイヤモンドライクカーボンナノコンポジット膜（Ag-DLC）と銅/ダイヤモンドライクカーボンナノコンポジット膜（Cu-DLC）について炭素ターゲットと銀または銅タブレットで構成される同心円複合ターゲットを用いたRFマグネトロンスパッタ法で膜中金属濃度を10at.%以下から50at.%以上の広範囲に変化させる手法を開発し、成膜方法の異なるAg-DLCおよびCu-DLCの物性とトライボロジー特性について比較を行った。その結果、膜の構造と硬さは両成膜法で有意差は無く、摩擦・摩耗特性は膜中金属含有量で変化するしゅう動相手材摩擦面に生成するトライボフィルムの組成に依存して変化することを明らかにした。
-
カーボン系硬質膜の超低摩擦発現ナノ構造変化層のその場評価法の開発とその応用
2013年4月 - 2016年3月
科学研究費補助金 基盤研究(A)
梅原徳次
担当区分：研究代表者 資金種別：競争的資金
-
カーボンマイクロブラシ膜の電場印加による高摩擦・耐摩耗機能発現
2011年5月 - 2013年4月
科学研究費補助金 萌芽研究，課題番号：23656120
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
無潤滑超低摩擦・耐摩耗カーボン系硬質膜の静摩擦係数減少のための設計指針の確立
2010年4月 - 2013年3月
科学研究費補助金 基盤研究(B)，課題番号：22360069
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
硬質膜のなじみ過程制御による超低摩擦と超耐摩耗を両立した硬質膜設計指針の確立
2007年4月 - 2010年3月
科学研究費補助金 基盤研究（Ａ）（一般），課題番号：19206020
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
高配向カーボンナノチューブ膜の電場印加による高摩擦・耐摩耗機能発現
2005年4月 - 2008年3月
科学研究費補助金 萌芽研究，課題番号：17656060
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
ＭＥＭＳのための機能性表面の創成法の開発と評価
2004年4月 - 2007年3月
科学研究費補助金 基盤研究（Ｂ），課題番号：16360066
梅原 徳次
担当区分：研究代表者
-
CNx膜の窒素中超低摩擦現象(u<0.001)の解明と超低摩擦スライダーの設計 （環境制御型SEM内その場観察に基づく超低摩擦発現のための最適なじみ過程の解明）
2001年4月 - 2003年3月
科学研究費補助金 基盤（Ｂ）
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
マイクロ凝集液滴の接触角を測定することによる表面エネルギー分布評価手法の提案（MEMSトライボロジーのためのマイクロ接触面における表面エネルギー分布の評価）
2001年4月 - 2003年3月
科学研究費補助金 萌芽
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
イオンビームミキシング法による窒化炭素膜に発現する超低摩擦現象の解明（Low friction mechanism map による低摩擦現象の体系的研究）
1999年4月 - 2001年3月
科学研究費補助金 基盤（Ｃ）２
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
磁性流体中の非磁性粒子の３次元配列を利用した磁性流体凍結砥石の研究
1997年4月 - 1999年3月
科学研究費補助金 奨励研究Ａ
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
磁性流体を用いたハードディスク基板の新テクスチャリング法に関する研究
1996年4月 - 1997年3月
科学研究費補助金 奨励研究Ａ
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
イオンビ−ムミキシング法における摩擦を利用したその場鏡面研磨に関する研究
1995年4月 - 1996年3月
科学研究費補助金 奨励研究Ａ
梅原徳次
担当区分：研究代表者
-
砥粒の長軸方向及び密度分布を磁場により制御する磁性流体研磨法の基礎研究
1992年4月 - 1993年3月
科学研究費補助金 奨励研究Ａ
梅原徳次
担当区分：研究代表者