ゴム・高分子材料のトライボロジー特性と接触面の観察および評価方法

タイヤ、シール、ベルト、ワイパー、ゴムローラーをはじめとして、ゴム製品はさまざまなところで使われており、高い摺動性や耐摩耗性を求められています。したがって、ゴム製品を扱うエンジニアは、ゴムの摩擦・摩耗のメカニズムや支配する因子について理解を深め、摩耗の予測や摩耗特性改善などに取組む必要があります。 　本講義では、ゴムのトライボロジーを専門とする講師が、その基礎知識をわかりやすく解説します。まず、ゴムのトライボロジーの基礎として、一般的な摩擦の法則と、その適応限界としてのゴム材料への応用を説明します。次に、ゴムの摩耗でしばしば生ずるパターン摩耗機構を解説し、そのメカニズムについて理解を深めます。また、トライボロジーは主に表面で生ずる現象であり、そのため接触面の観察は重要であるということから、光の干渉法および反射法を利用した真実接触面積の観察法を解説し、簡単な実演も実施します。

1. トライボロジーの基礎的知識
   1. トライボロジーの歴史
   2. アモントン・クーロンの摩擦の法則
2. ゴムの摩擦の基礎
   1. ヘルツの弾性接触理論
   2. 摩擦の起因
   3. 見かけの接触面積と真実接触面積
   4. 掘り起こし摩擦
   5. 弾性ヒステリシス損失による摩擦
   6. ゴムの摩擦における摩擦の法則の適用限界
3. ゴムの摩耗の基礎
   1. 摩耗の起因
   2. 凝着摩耗とアブレシブ摩耗
   3. パターン摩耗と疲労摩耗
4. パターン摩耗機構
   1. パターン摩耗の基礎
   2. リッジ形成とき裂進展の測定・実験紹介
   3. パターン摩耗機構
5. 接触面観察手法の紹介と実演
   1. 光学の基礎 (反射・屈折と干渉)
   2. 干渉法によるゴム真実接触面の観察
   3. 全反射法によるゴム真実接触面の観察
6. まとめ