化学

ダイヤモンドライクカーボン  その2

DLCの特徴と用途

昨日の続きです。

今日はダイヤモンドライクカーボン(DLC)の特徴と用途についてです。

昨日は、「DLCとはダイヤモンドライクカーボンの略で、ダイヤモンド構造(sp3)とグラファイト構造(sp2)からなる膜のことです」と書きましたが、そもそもダイヤモンド構造とグラファイト構造とは何でしょう。

ダイヤモンドとグラファイトは、どちらも炭素のみで構成されています。両者は結晶構造や結合様式が異なる同素体の関係にあります。

この結晶構造の違いが、電子軌道の違いにあるんですね。

ダイヤモンドは立体構造ですべてが共有結合、グラファイトは平面はsp2混成軌道で共有結合しているため強いのですが、層と層の間は、π結合で弱いファンデルワールス力でつながっている状態なので、垂直方向の力に弱く、層状に剥離します。

 

この結合状態の違いから、両者の性質は異なります。

  • ダイヤモンド:硬度が高いため耐摩耗性に優れる
  • グラファイト:潤滑性に優れ、摩擦係数が小さい

DLCは両者を含み、成分にダイヤモンド構造が多ければダイヤモンドの性質に近くなり、グラファイト構造が多ければグラファイトの性質に近くなります。

さらに水素や他の元素を添加物として含ませることで、様々な特性を持たせることができます。

特に水素の有無、含有量の違いで性質が大きく変わります。含有量が多いとよりポリマー的な性質になり、ゴムや樹脂にも適用されます。

用途についてノートにまとめていたのですが、途中で力尽きましたのでちょっと画像をお借りします。今回の特許は自動車部品で耐摩耗性、低摩擦性に焦点をあてていましたが、その他の特徴を切り口にしてもいろんな特許が出ていました。

(http://www.strawb.jp/product/dlc/index.html)

 

明日は肝心の特許の中身(従来技術とどこが違うのか)を少し見ていきたいと思います。

4/12(水)の学習記録

学習時間:6h15m

項目: 岡野の化学(98)第3講 結晶の種類・分子の極性 
目標: 2h                              実績: 4h35m(60%完了)
メモ: 前日に中途半端にまとめていた結晶についてのまとめ・調査を進めた。ワードにまとめて、ノートに貼り付けて、知子の情報へノートのページ情報付きで文字情報を入れて、という作業がスムーズにできるようになってきた。というかこれは手が止まらなくなって危険。

項目: 岡野の化学(99)
目標: 3h30m    実績: 未完了

項目: DLC関連特許のまとめ、整理
目標: 1h30m    実績: 1m40m
メモ:「何回かに分けてまとめよう」と思うと効率が下がる気がする。やっぱりその日その日で区切った方が緊張感でスピードが上がる。

4/13(金)の学習計画

項目: 岡野の化学(98)第3講 結晶の種類・分子の極性 
目標: 1h30m(残り40%) 

項目: 岡野の化学(99)
目標: 3h30m   

項目: DLC関連特許のまとめ、整理
目標: 1h30m 

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