第12回英文輪読
'酢谷'訳
'伊藤（雅）'訳
'伊藤（孝）'訳
セラミック材料は第7 章で説明したように、さまざまな表面工学プロセスによって、さ まざまな材料の基盤に厚いコーティングまたは薄いコーティングとして広く適用されます。 薄いコーティングに使用されるセラミックスは窒化チタンやその他の遷移金属の窒化物や 炭化物のほか、ダイヤモンドやダイヤモンドライクカーボンなどのさまざまな形態の炭素 が含まれる。金属の機械的挙動の主な違いは、原子間力の性質の違い、つまり金属結合では なく、セラミックのイオン共有結合に起因する。
'犬飼'訳
高温でセラミックを除き金属中で大きな塑性変形は表面突起の接触に関連付けられる。そして凝集力(共有結合やファンデルワールス力)は接触中のセラミック材料の間で生じる。摩擦係数は酸素がない金属同士でのすべりで決して高い値に達しない。セラミック同士の接触の摩擦係数は通常0.25から0.8の範囲であるがいくらかの低い値はそれ以下になる。それは大気中の酸化膜での金属同士のすべり摩擦に見られる値に似ている。確かに酸化金属とそれ以外の酸化物に類似性がある。
'今井'訳
大きな変動が通常見られるため、μの報告値には、エンジニアリングセラミックの、述べるのは誤解を招く可能性がある、特定の材料の代表的な摩擦係数でさえも 環境要因がこの変動の大部分を占めています。 化学的不活性で定評があるにもかかわらず、ほとんどのセラミックの表面はトライボケミカル反応の影響を受けやすく、表面膜の形成につながり、摩擦挙動が変化する。 これらの反応は、滑り接触ではるかに速く発生する、同じバルク温度の自由表面よりも。 局所的な高いフラッシュ温度、突起接点での（セクション3.9でさらに説明）、原子的にきれいな表面の露出、摩耗プロセスによる、および直接的な機械的刺激、反応の（たとえば、アスペリティ接合部または亀裂先端の高ひずみ領域）表面反応を加速できるすべてのメカニズム、スライド接点での。
'工藤'訳
空気中の非酸化物セラミックは、通常、すべり面に酸化膜を形成する。たとえば、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化チタン、炭化チタンはすべて、スライド後に空気中の酸素または水蒸気に由来する酸素と著しく反応するころが分かっている。酸化物セラミックは、液体として存在するか蒸気として存在するかにかかわらず、水と反応する。たとえば、アルミナとジルコニアはどちらも、湿気のある空気中で滑ると水和した表面層を形成する。非酸化物セラミックの場合、酸化に続いて水和を行うことができるため、湿った空気または水中で窒化ケイ素上に形成される表面膜の性質は両方の反応によって制御される。 Si3N4+6H20 3SiO2+4NH3 および、 水分補給が完全に行われた場合 SiO2+2H20 Si(OH)4
'小林'訳
これらの摩擦化学反応は一般にセラミックス上で観察される大気成分の影響の原因である。図3.20は、異なる温度水準の大気中や水中において、乾燥した窒素ガス中で窒化ケイ素がお互い接触している際に、水の有効度が増加するにつれどのようにμが減少するのかを表している。この上記の反応の要点は界面においてシリカ膜の形成やその水和効果をもたらし、せん断強さを低下させ、これにより摩擦係数を減少させる。 いくつかのセラミックス上での表面膜の影響はよく特徴付けられるだろう、ダイアモンドや窒化チタンはよい実例だ。どちらも真空下でお互いを摺動させたときとても高い摩擦係数を表し、ダイアモンドにおいては、真空下で表面を洗浄し繰り返し摩擦させたときはμが1近くに達する。
'志藤'訳
しかし、空気中でははるかに低い摩擦が測定される。 ダイヤモンドではμ=0.05〜0.15、窒化チタンでは通常0.1〜0.2である。 表面の著しい酸化が報告されており、窒化チタンでは、これが空気中での低摩擦の原因と思われるが、ダイヤモンドでは表面の改質は、ガス状のものの吸着によるものである、反応生成物の形成というよりは。 摩擦が特に低いのは、ダイヤモンド対ダイヤモンドの、空気中での、表面間の接着力が非常に低いこと、吸着された汚染物が存在する中で、と、他の散逸過程の寄与が小さいことによる。
'庄田'訳
'関野'訳
非水素化された水素フリーDLC（アモルファスカーボンとテトラヘドラルアモルファスカーボン）は、真空中や乾いた空気中で高い摩擦を示すが、表面は水から水素を受動するため、湿り空気（また水）では、かなり低い摩擦になる。水素化したDLC（水素アモルファスカーボン）では、摩擦は真空中や乾いた空気中でさえ低い。図3.12は、非水素化した水素フリーDLCの挙動の追加の図を示し、乾いた窒素中でテトラヘドラルアモルファスカーボン膜との間の摩擦は高いが、表面が湿った空気にさらされると突然低下する。それらが、酸素と水に反応するため、乾いた窒素中での表面との間の強い凝着力は抑制される。
'中濱'訳
表面の化学反応と同様に、セラミックスの摩擦で重要になる可能性のある２つ目の要因は滑り面の破壊の程度である。これらの材料（セクション5.10）の摩耗を検討する際に見るように、ある条件下では接触部分で広範囲の脆性破壊が発生する可能性がある；多結晶セラミックスではたいてい粒界だが、より厳しい条件下では粒内である。破壊の発生は滑り接触でのエネルギー散逸のための追加のメカニズムを提供するので、摩擦の増加につながる。 破壊は硬くて鋭いピンや針が平面を滑るなど、集中した接触で容易に発生する。例えば、図3.22はダイアモンドコーンを炭化ケイ素の単結晶上でスライドさせた実験の結果を示している。
'堀内'訳
'松井'訳
例えば、図3.23 は示す、摩擦係数の温度による変化を、アルミナとジルコニアの。同じ素材の組の空気 中での滑りで。 初めの上昇の印、温度による摩擦の、は除去のせいだ、表面に吸収されている水の 表面温度の影響、トライボケミカルの過程での、はしばしば想定される、摩擦の変化の原因は、滑り速度 にあると、それらは?般的に多くのセラミックシステムで観察される。 図3.24 は示す、シリコン窒化物とシリコン炭化物の独立した滑りの結果の原因と、それと似たような挙 動がアルミナとジルコニアでも報告されていることを。 破壊もまた重要な役割をしているだろう、いくつかの場合で、臨界の滑り速度上で破壊が始まり、同時 に、摩擦と滑りによる摩耗速度が急激に上昇する。