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DLC-Si 막의 저마찰 특성

전문가 제언: ○ 자동차의 낮은 연비화의 관점으로부터 DLC막의 마찰 저감효과를 활용한 DLC막의 각종 섭동부로의 응용이 기대되고 있다. 이 연구는 대기 중 및 윤활유 중의 섭동에 있어서 Si를 함유한 DLC-Si막의 저마찰 특성에 대해서 해설하고 있다. DLC-Si막의 저마찰 특성은 섭동 분위기에 존재하는 수분과의 반응에 의한 DLC-Si막 표면의 Si-OH기의 생성 및 흡착수막의 존재에 의하여 발현되고 있다.

○ DLC막의 부품 및 금형, 공구로의 실용화에서는 기재와 밀착성 확보가 커다란 과제로 되며 더욱 막의 형성코스트가 높은 것도 보급시키는 점에서 장해로 되어 있다. 또한 DLC막의 마찰특성에서는 대기 중 윤활유 부존재 및 윤활유 중에 있어서 진공 중이나 질소분위기 중보다도 마찰계수가 높은 경우도 있으며 더욱 저마찰 특성이 요구된다.

○ 윤활유 중에서 DLC막의 마찰특성은 충분히 평가되어 있지 않고 마찰메커니즘도 아직 밝혀야 할 부분이 많다. 윤활유 중에서 저마찰 특성 파악 및 그 메커니즘 해명이 DLC의 실증전개를 진전시키는 데 있어서 중요하다고 생각된다.

○ DLC-Si막은 아모르퍼스재료로서 C를 기반으로 하여 Si를 함유한 비평형 재료이다. 이 피막은 섭동에 동반하여 피막 구성 원소 중 Si만이 선택적으로 O를 동반한 탈착막 및 Si-OH기를 생성한다. 그 결과 비평형 재료 중 Si가 마찰화학반응의 활성종으로 되는 것을 시사하는 것이다.

○ 엔진오일, 구동계통오일 등의 실용 윤활유에서는 많은 첨가제를 함유하며 이들 첨가제와의 흡착?반응에 의하여 DLC-Si막의 마찰계수는 크게 변한다. 더욱 윤활유 종류의 선택이나 표면 거칠기의 최적화에 의하여 DLC-Si막의 마찰계수는 저마찰 특성으로부터 희망하는 마찰계수까지 변화시키는 것이 가능하다. 따라서 DLC-Si막은 부품에 따르는 마찰 제어재료로서 가장 유망한 재료의 하나라고 생각된다.

저자: Hiroyuki Mori
자료유형: 학술정보