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진공상태 경계윤활과 흡착막

전문가 제언: ○ 접촉하는 물체에 대한 마찰, 마멸, 윤활 등을 다루는 학문·기술 분야가 트라이볼로지(tribology)다. 진공 상태에서 트라이볼로지 현상을 다루는 목적은 우주나 반도체 제조 환경 등, 실제로 진공속의 트라이볼로지가 필요한 경우와 연구 과정에서 주위의 영향을 배제하기 위해서다.

○ 이 자료는 접촉계면에서의 미세한 거동을 마찰계수라는 거시적인 현상을 바탕으로 연구한 Bowden의 연구 성과와 그 이후의 연구에 대해 설명한다. Bowden은 복잡한 경계윤활 현상 규명을 위해 이상적인 환경인 진공을 이용했다.

○ Bowden은 트라이볼로지의 기술적 과제를 단순화하여 경계윤활을 해석하기 위한 인자를 추출했다. 그리고 이를 실험적으로 확인하기 위해 실험 장치를 만들었다. 경계윤활에 대한 표면막의 중요성을 밝혀내고 지방산 등 유기피막의 마찰 특성을 분석하였다. 현재 우리가 사용하고 있는 경계윤활 모델을 제안했다.

○ 현재는 초고진공, 고압, 초고온 등의 극한 환경이나 나노기술 등 미세 영역에서의 윤활 문제가 확대되고 있다. 따라서 각종의 표면분석 장치를 이용하여 원자 수준의 미세 영역에서의 마찰현상을 해석하고 분광법 등을 이용한 단분자층의 화학 구조해석도 필요하게 되었다.

○ 향후, 계면에 대한 미세 현상의 해석 결과를 융합하고 트라이볼로지 현상을 모델화하기 위한 연구가 요구된다. 그리고 이를 활용하여 경계윤활의 성능향상을 위한 표면개질 연구가 확대되어야 한다. 실제적으로는 각종의 윤활유 및 첨가제와 코팅, 열처리 등 표면처리에 대한 연구가 더욱 진전되어야 한다.

저자: Shigeyuki Mori
자료유형: 학술정보