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SUS304基板上のTiN薄膜のトライボロジー特性について
2023/10/12 12:19
- 卒業研究でSUS304基板上に作製した1μmのTiN薄膜のトライボロジー特性を調査しています。
- 従来の摩擦力の変化を調査する方法では寿命を検定できるか不安になりました。新しい実験方法や参考文献があれば教えてください。
- また、使用している材料（SUS304、TiN、窒化けい素）の主な特性についての情報も欲しいです。
卒業研究の話で恐縮ですが．
2000/12/19 14:03
SUS304の基板上にイオンミキシング蒸着法にて作製した1μｍのTiN薄膜の特性をトライボロジー（摩擦,摩耗）の観点から調べています．いままでは窒化ケイ素球を試験片上を往復しゅうどうさせてその摩擦力の変化を調べることにより薄膜の寿命を判断することにしてきました．0.75N,1.47N,2.94N，9Nなどと荷重を交換しながら行ってきました．ところが,研究を進むにつれてその方法では果たして寿命を検定できるのかどうか心もとなくなってきました．何かいい実験方法や参考文献などありましたら教えてもらえませんか？また,使用している材料（SUS304，TiN,窒化けい素）の主な特性,特にヤング率,ポアッソン比,ビッカース硬さなどを紹介しているHPなどありましたら教えていただきたいです．よろしくお願いいたします．
回答 （2件中 1～2件目)
「コーティング膜が摩耗してSUS304との摺動になった時に、摩擦力が変化するのでそれを検出するような試験を行なっている。」、「コーティングの種類による摩耗性能を比較したい。」と理解しましたがよろしいでしょうか。シミュレーションというのが何をシミュレートするのかよくわかりません。摩耗寿命でしょうか。シミュレーションの研究でしょうか？
往復摩耗1サイクル1秒としても数万から数百万回では相当かかりますね。面圧を高くしたり距離を稼ぐ試験方法として、摩耗試験には他にもスラスト式、軸受け式などいろいろあるので試してみてはいかがでしょうか。そういったことは顧問の教授からアドバイスを受けられませんか？（私は摺動（得に金属は）は専門ではありませんのでアドバイスできません。）
検討中の材料の物性については、金属メーカーやコーティングメーカーに問い合わせてみてばどうでしょう。SUS304はかなり一般的ですし、TiNもよく使われますよ。下記のホームページを見てください。
http://usagi.tadaima.com/kobori/
http://www.jcc-coating.co.jp/
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専門家ではありませんが、感じたことをお答えします。まず、ご質問の内容では的確な回答はできないと思います。fukumituさんが行なおうとしているしている試験の目的はなんでしょうか？寿命とはどういうことでしょうか？「心もとない」とお考えの理由はなんでしょうか？他にも疑問に思うことがいくつかありますが、専門家でも的確に答えられないと思います。
それと、もし既に実施済みでしたらご容赦下さい。卒研ですので周囲に先生や仲間がいることでしょう。その人たちのアドバイスは受けましたか？ＨＰの紹介を希望していますが、ＨＰに載っているのであれば検索にかかります。ご自分で調べましたか？
補足
0002/11/30 00:00
返答ありがとうございます．質問の内容の補足をしないと回答できませんね．TiNなどの硬質薄膜を基板にコーティングすると基板の摩擦摩耗特性の改善を図ることが出来ます．ところがこの手のコーティングの摩耗試験は破断するまでに概して数万回時には数百万回の往復摩擦試験を行なう必要が生じてくるため,過去の実験データがあまりないのが現状です．それを解決するには実験方法の見直しやコンピューターにおけるシュミレーションが有効であるという結論に至りました．理論式のパラメータに上記の特性が必要なのでお教えを請いました．寿命は薄膜が尽きて基板に圧子が完全に接触する時としようと現時点では思っていますがこの判断も研究の進展により変わっていくでしょう．HPは検索したのですが的確なものがどうしても見つからなかったのでお聞きしたまでです．わかっていないことを調べるのが卒研ですから周りに聞いても分かるわけないですよね．とりあえず以上です．またアドバイスお願いします．