成果報告書詳細
管理番号20100000001758
タイトル平成18年度-平成21年度成果報告書 平成18年度第1回採択産業技術研究助成事業 06A12003a 化学的ナノ構造テクスチャによる超高密度磁気記録用機能性トライボ表面の創成 平成21年度最終
公開日2011/1/8
報告書年度2006 - 2009
委託先名国立大学法人名古屋大学張賀東
プロジェクト番号P00041
部署名研究開発推進部
和文要約(1) 環境制御型SPMを用いて、単分子層Z03潤滑膜について、UV照射に伴うボンド率の変化と凝着力の関係を測定し、ボンド率0.6付近では凝着力が最も低いことを見出した。UV照射に伴う凝着力の変化は、ボンド率の増加に伴う流動分子の減少によるメニスカス力の増大と、ボンド率の増加に伴う固定分子の増加による固体二面間のファンデルワールス力の減少に起因することを示唆した。(2) 高性能化したマイケルソン干渉型プローブ顕微鏡を用いて、単分子層Z03潤滑膜の伸縮粘弾性特性に及ぼすUV照射の効果を評価した。UV照射により、潤滑膜のばね定数および減衰係数が基本的には液架橋の伸びとともに減少し、伸びが大きい領域では照射なしの場合を下回ることを明らかにした。(3) 開発した粗視化分子動力学プログラムを用いて、固体二面間の接近・分離に対するナノ液体潤滑膜の凝着特性を解析した。UV照射は、相対運動する固体二面間における液架橋の形成、そして固体二面間の接近・分離過程における凝着力の履歴現象を抑制する効果をもつこと、またマスクを介した紫外線照射の場合には、凹凸構造の形成により、凝着力が減少することを明らかにした。
英文要約(1) By measuring force-distance curves with an environmental scanning probe microscope, we quantitatively evaluated the effect of ultraviolet (UV) irradiation on adhesive properties of 2-nm-thick perfluoropolyether (PFPE) Z03 films. As bonding ratio increased with UV irradiation, adhesive force of the PFPE Z03 films initially decreased, but then increased after reaching a minimum at the bonding ratio of about 0.6. We suggest that this phenomenon is attributed to the increase of meniscus force caused by decreased mobile lubricant thickness and the decrease of van der Waals force between two solid surfaces caused by increased bonded lubricant thickness. (2) Using the self-developed Michelson interferometric scanning probe microscope, we investigated the effect of UV irradiation on the viscoelastic characteristics of monolayer PPFE Z03 films coated on magnetic disk surfaces. As the lubricant bridge formed between the probe and the disk was elongated by the vertical displacement of the probe, spring constants and damping coefficients of the UV-irradiated Z03 films decreased and turned to be smaller than those of non-UV-irradiated Z03 films in large elongation regime. (3) Using the self-developed coarse-grained molecular dynamics simulations, we analyzed the adhesive properties of monolayer PFPE lubricant films with respect to the approach and separation of two solid surfaces. The simulation results showed that UV irradiation suppressed formation of lubricant bridge between the two relatively moving solid surfaces, thereby decreasing hysteresis of the adhesive forces during the approach and separation processes. We also confirmed from the simulation results that UV-patterned lubricant films exhibited low adhesion due to the concave-convex textures formed on the film surface.
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