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PDF/月刊誌論文/code:pg_0404_05 マテリアル インテグレーション 2004年4月号
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> 2004
PDF/月刊誌論文/code:pg_0404_05 マテリアル インテグレーション 2004年4月号
INTER MATERIAL シナジーマテリアル研究センター
非酸化物セラミックスの微構造と摺動特性
■著者
(独)産業技術総合研究所 シナジーマテリアル研究センター 摺動材料チーム長 平尾 喜代司 他
■要約
我々の暮らしを支えている民生用あるいは産業用機器には,動力を伝えるため回転,往復運動を行う部品が組み込まれている.近年,機器が精密化,高性能化するにつれ高荷重下あるいは長期の運転においても摩耗が少なく高い精度を維持する摺動部品が求められるようになってきた.窒化ケイ素やアルミナなどの構造用セラミックス材料は,高い硬度,比強度,比剛性,優れた耐熱性を有することから,金属材料の適用が困難な環境下での摺動材料として期待され多くの研究・開発が行われてきた.既に,各種の軸受け部材,シール部材などとして実用に供されており,最近では,燃費の向上や多様な燃料への対応を目的として内燃機関を構成する摺動部材への適用も積極的に検討されるようになってきた.構造用セラミックス材料のなかでも窒化ケイ素は特に優れた機械特性を持ち,信頼性が必要とされるエンジン部材への適用が最も期待されている材料である.しかし,微細で均質な組織を持つアルミナと比較して比摩耗量が1〜2 桁低く,耐摩耗性の向上が求められている.このような背景のもと,本材料系の摺動特性に関して多くの研究が行われてきた.しかし,材料組織と摩擦・摩耗特性とを関連付けて系統的に研究された例は少ない.当チームはシナジーセラミックスプロジェクトの一環としてファインセラミックス技術研究組合と共同で,構造セラミックス材料の機械特性と耐摩耗性の共生を目的に,微細構造と摩擦・摩耗特性の関係について系統的な検討を行ってきた.本稿では,窒化ケイ素系セラミックスについて結晶相,粒子形態,粒界相の形態など材料微構造が無潤滑下での摺動特性に及ぼす影響を述べるとともに,これらの知見に基づいて開発された耐摩耗性材料の無潤滑下あるいは水中での摺動特性について紹介する.
