광파이버 프로브를 사용한 나노미터 윤활막의 역학특성 계측(Measurement for Nanorheology of Molecularly Thin Lubricant Using Fiber Wobbling Method)

전문가 제언

□ 2개의 강체로 구성된 부재가 맞닿아 상대운동을 할 때 마찰은 존재하며, 마찰에는 미끄럼 마찰과 구름 마찰로 구별된다. 마찰로 인한 마모, 진동, 발열은 기계성능에 큰 영향을 준다. 따라서 마찰 완화를 위해 계면 간에는 윤활제를 사용, 윤활제로는 액체인 윤활유가 주로 사용되지만 기체 및 고체도 쓰이고 있다.

□ 마찰에 관련된 연구는 오랜 역사를 가지고 있으나 근년 마이크로 머신이나 나노미터급의 기계 등장으로 기계의 미소화는 급진적 변천을 거듭하고 있어 이에 대응한 미소윤활에 대한 연구가 시급하다.

□ 윤활막 계면 마찰의 중요한 과제로는 정적 마찰력과 동적 마찰력의 크기는 기판이나 흡착막과 어떤 성질에 의해 결정되며, 동적 마찰력의 크기는 흡착막의 미끄럼속도에 어떻게 의존하는지와 동적 마찰은 흡착 막의 운동 에너지가 흩어져 없어지는 과정이며, 마찰의 성질을 정하는 에너지가 흩어져 없어지는 과정은 무엇일까에 있다.

□ 이러한 것들을 밝히기 위하여 계면 마찰의 측정에 수정 마이크로밸런스(Quartz Crystal Micro-balance, QCM)법이 개발되었으나, 체적력보다는 표면력이 지배적인 미세화 기계에 대하여는 미급하고, 미세기계는 고속으로 윤활은 마크로한 기계에 비하여 더욱 중요하며, 요소간 간극도 미소하다. 따라서 미소기계의 윤활 시스템은 미소간극을 개재시켜 고속으로 상대운동을 할 수 있는 시스템의 개발이 필요하다.

□ 미소윤활의 예로 자기디스크가 있고, 미소 자기 헤드 슬라이더는 10,000rpm 이상 고속 회전하는 자기디스크 위를 간극 10nm 정도로 부상 유지하면서 회전한다. 자기디스크와 같이 간극을 극한까지 미소화한 기계 기기에 대한 윤활 시스템 특성의 측정은 아직 미확립 상태이다.

□ 근년 표면력 측정장치(Surface Force Apparatus: SFA)로 고속 슬라이딩 상태의 나노미터 윤활막의 점탄성 특성을 측정할 수 있는 파이버 웝블링법이 개발되어 미소기계 윤활 특성의 측정에 대한 새로운 전기를 마련하게 되었다.

저자

Kenji Fukuzawa ; Shintaro Itoh ; Yasunaga Mitsuya

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

일반기계

연도

2005

권(호)

50(2)

잡지명

트라이볼로지스트(A058)

과학기술
표준분류

일반기계

페이지

129~133

분석자

정*갑

분석물

• 광파이버 프로브를 사용한 나노미터 윤활막의 역학특성 계측.pdf [185,732 byte]

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