(57)【要約】本発明は金属摩擦と摩損表面に保護層を形成する製剤とその製造方法に関するものである。本発明では、含水層状ケイ酸塩４５−９９、表面改変剤１−５０、炭化・グラファイト化触媒０．０５−６を成分および成分の重量パーセントとして含有する金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤を提供する。また本発明では前記金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤の製造方法を提供する。本発明が提供する金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤は、金属の摩擦および摩損表面の元の部位に減摩性、耐磨耗性のナノ結晶体を形成し、かつメタルセラミックの高硬度と良質合金鋼の弾性モジュールを備えるものである。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
含水層状ケイ酸塩粉４５−９９（重量％）
表面改変剤１−５０（重量％）
炭化・グラファイト化触媒０.０５−６（重量％）
以上の各成分および各成分の重量パ−セントを含有することを特徴とする金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項２】
含水層状ケイ酸塩粉６０−９９（重量％）
表面改変剤３−２０（重量％）
炭化・グラファイト化触媒０.０５−３（重量％）
以上の各成分および各成分の重量パ−セントを含有することを特徴とする請求項１に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項３】
含水層状ケイ酸塩粉７５−９９（重量％）
表面改変剤７−１２（重量％）
炭化・グラファイト化触媒１−２（重量％）
以上の各成分および各成分の重量パ−セントを含有することを特徴とする請求項２に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項４】
前記含水層状ケイ酸塩粉を含水層状ケイ酸マグネシウム鉱石粉とすることを特徴とする請求項３に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項５】
前記含水ケイ酸マグネシウム鉱石粉が、サ−ペンチン（蛇紋石）、タルク（滑石）、セピオライト（海泡石）、アクチノライト（陽起石）の鉱石粉の一種、または前記鉱石粉を任意に組み合わせたものであることを特徴とする請求項４に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項６】
前記表面改変剤が、チタン酸エステルカップリング剤、またはシランカップリング剤の一種、あるいは前記カップリング剤を任意に組み合わせたものであることを特徴とする請求項３に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項７】
前記炭化・グラファイト化触媒剤が、元素周期表ＶIIIＡ族の単体、酸化物、または塩化物の一種、あるいは前記単体、酸化物または塩化物を任意に組み合わせたものであることを特徴とする請求項３に記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤。
【請求項８】
１）天然含水ケイ酸マグネシウム鉱石粉体と表面改変剤をナノからミクロン量の油溶性複合粉体になるまで研磨する、
２）炭化・グラファイト化触媒を加えて、均一な組成物粉体となるまで引き続き研磨を行う、
以上の手順を含む請求項１〜７のいずれか一つに記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤を含む潤滑油。
【請求項１０】
前記製剤を質量比０.５−１‰の比率で潤滑油中に直接加えて使用する、ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤とその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
減摩、磨耗防止は人類の科学研究分野における長年のテ−マであり、摩擦ロスの低減に伴い、機械動力は向上し、また製品の効率と利益も向上する。機械部品の摩擦および摩損表面を強化、修復することは、摩擦ロスを低減し、製品の効率と利益を向上させるための重要な手段である。現在、機械部品の摩擦表面強化には、１）炭化、浸透、炭窒化などの熱処理強化技術、ＴｉＮ、ＤＬＣなどの薄膜沈積技術およびショットブラスト、ナ−リングなどの機械強化技術を含む部品表面の予備処理による強化、２）熱スプレ−修復、ブラシめっき修復およびその他各種表面修復再生技術を含む部品損壊後の表面修復再生技術、３）潤滑剤をキャリヤ−として利用し、特定の修復作用を持つ製剤を調製の上、部品表面の摩擦接触部位に流し込み、製剤と相互摩擦面表面および摩損微粒子などの第三体間に発生する力学的化学（摩擦化学）反応によって、相互摩擦面表面の元の位置を合金鋼化させ、強化させる、という三つの手段がある。
【０００３】
前記前二者の強化手段は、ともにオフライン強化技術に該当するものであり、加工が複雑で、作業時間も長く、費用も高額に上るという欠点がある。そこで、前記第三の強化手段が磨耗防止修復分野の研究における焦点となっているのが現状である。ただし、目下、形成された磨耗修復層の相互結合および力学的性能デ−タが不明確なことから、既存のこの種の製品性能が安定しないという事態を引き起こし、技術の推進と応用を制限しており、深刻な問題だ。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在の磨耗防止修復分野に存在する加工の複雑さ、作業時間の長さ、相対的に高額な費用および形成された磨耗防止修復層の相互結合と力学的性能デ−タの不明確さ、性能が安定しないという欠点に対して、本発明は、金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成し、かつメタルセラミックの高硬度と良質合金鋼の弾性モジュ−ルを備えた製剤を提供するものであり、また本発明は当該製剤の製造方法を提供するものである。
【０００５】
本発明では、以下の成分および各成分の重量パーセントを含む金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤を提供する。
含水層状ケイ酸塩４５−９９
表面改変剤１−５０
炭化・グラファイト化触媒０.０５−６
さらに最適なプランとするための上記製剤の成分および各成分の重量パーセントは以下の通りである。
含水層状ケイ酸塩６０−９９
表面改変剤３−２０
炭化・グラファイト化触媒０.０５−３
さらに最適なプランとするための上記製剤の成分および各成分の重量パーセントは以下の通りである。
含水層状ケイ酸塩７５−９９
表面改変剤７−１２
炭化・グラファイト化触媒１−２
【０００６】
前記、含水層状ケイ酸塩は、含水ケイ酸マグネシウム鉱石粉である。
【０００７】
前記、含水ケイ酸マグネシウム鉱石粉とは、サ−ペンチン（蛇紋石）、タルク（滑石）、セピオライト（海泡石）、アクチノライト（陽起石）の鉱石粉の一種、または前記鉱石粉を任意に組み合わせたものを言う。
【０００８】
前記、表面改変剤は、チタン酸エステルカップリング剤、またはシランカップリング剤の一種または前記カップリング剤を任意に組み合わせたもののことを言う。
【０００９】
前記、チタン酸エステルカップリング剤とは、ＮＤＺ−１３１またはＮＤＺ−１３３チタン酸エステルカップリング剤のことを言う。
【００１０】
前記、シランカップリング剤とは、ＨＤ−２２シランカップリング剤のことを言う。
【００１１】
ＮＤＺ−１３１およびＮＤＺ−１３３は、青島市海大化工有限公司生産のチタン酸エステルカップリング剤二種の型番であり、モノアルコキシチタンカップリング剤の一種である。ＨＤ−２２シランカップリング剤の商品名は、シランカップリング剤であり、青島市海大化工有限公司が生産している。
【００１２】
前記の炭化・グラファイト化触媒は、元素周期表のＶIIIＡ族である元素（鉄Ｆｅ、コバルトＣｏ、ニッケルＮｉ、ルテニウムＲｕ、ロジウムＲｈ、パラジウムＰｄ、オスミウムＯｓ、イリジウムＩｒ、プラチナＰｔ）の単体、酸化物または塩化物の一種、あるいは前記単体、酸化物または塩化物を任意に組み合わせたものである。ＶIIIＡ族である元素の酸化物と塩化物は、上海久山化工有限公司にて購入可能である。
【００１３】
前記、金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤は、鉄分を含有する金属表面の修復と保護に応用することが可能である。
【００１４】
また本発明は、以下の手順を含む前記製剤の製造方法を提供するものである。
１）天然含水ケイ酸マグネシウム鉱石粉体と表面改変剤をナノからミクロン量の油溶性複合粉体になるまで研磨する。
２）炭化・グラファイト化触媒を加えて、均一な組成物粉体となるまで引き続き研磨を行う。
【００１５】
また本発明は、前記製剤を含む潤滑剤を提供する。
【００１６】
本発明では、前記製剤の使用方法を、さらに以下の通り提供する。
【００１７】
前記の均一化した組成物粉体を質量比０.１−５％の割合で、直接、潤滑剤中に加えて使用する。
【００１８】
最適なプランとするための前記製剤の使用方法は以下の通りである。前記の均一化した組成物粉体を質量比０.１−５％の割合でベ−スの潤滑剤中に加え、濃縮剤を調整する。濃縮剤は濃縮剤：潤滑剤＝１：９の割合で、直接、潤滑剤中に加えて使用することが可能である。
【００１９】
前記の潤滑剤とは、潤滑油または潤滑グリ−スとを言う。
【００２０】
前記のベ−スの潤滑剤とは、商標１００N、１５０Nの無色透明の基油、リチウムグリ−スまたはカルシウムグリ−スのことを言う。
【００２１】
本発明において提供する前記製剤の具体的使用方法は以下の通りである。
１）前記均一化した組成物粉体を質量比０.５−５％の割合で商標１００Nまたは１５０Nの無色透明の基油中に溶かしいれ、濃縮液を調製する。濃縮液は、濃縮液：潤滑剤＝１：９の割合で、直接、潤滑油中に加えて使用することが可能である。
２）前記均一化した組成物粉体を質量比０.１−５％の割合でリチウムグリ−スまたはカルシウムグリ−ス中に混和して母体となる濃縮グリ−スを調製する。母体となる濃縮グリ−スは濃縮グリ−ス：潤滑油＝１：９の割合で、直接、潤滑油中に加えて使用することが可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明において提供する金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤は、金属の摩擦および摩損表面の元の部位に減摩性、耐摩耗性のナノ結晶体を形成し、かつメタルセラミックの高硬度と良質合金鋼の弾性モジュ−ルを備えるものである。新規部品に使用すれば、力学性能の良好な作業表面が得られ、大幅に耐用寿命を向上させることが可能となる。また使用中の相互摩擦面の部品に使用することで、元の部位の摩損修復、間隙の最適化、部品サイズの回復、機械の耐用寿命の延長、メンテナンスコストの削減が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明が提供する金属の摩擦および摩損表面に保護層を形成する製剤の作用原理は以下の通りである。
【００２４】
１）酸化による機械研磨
自己修復製剤の主成分である含水層状ケイ酸塩類の天然鉱石粉体は、摩擦過程において極めて容易に劈開、粉砕すると同時に、脱水作用を経て、Ｏ２−を放出し、活性自由水を生成する機能を有する。また劈開、粉砕によって生成された第三体の顆粒は摩擦表面に対する機械研磨作用を有し、かつ活性Ｏ２−および自由水が金属表面の微凸物を酸化させ、金属酸化物の金属結合／金属結合を大幅に下回る結合力を形成し、摩擦表面に対する酸化研磨作用を有する。従って、酸化による機械研磨が相互摩擦面表面にナノ結晶体保護層を形成する第１の作用原理となる。例えば、サ−ペンチン鉱石粉体の主要成分はＭｇ６Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８であり、その作用プロセスは以下の通りである。
Ｍｇ６Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８→６Ｍｇ２+ +４ＳｉＯ２+４Ｈ２Ｏ+６Ｏ２
Ｆｅ０，Ｆｅn+（ＥＥＥ）+ O２−→ＦｅxＯy
Ｆｅ０，Ｆｅn+（ＥＥＥ）+Ｈ２O + O２→Ｆｅx（ＯＨ）y
Ｆｅ０（初生表面）；
Ｆｅn+（ＥＥＥ）（電子励起逸出表面）
【００２５】
２）潤滑油の炭化・グラファイト化触媒
自己修復製剤を含む摩擦系統において鉄基体金属の相互摩擦面と潤滑油中の自己修復製剤群は、基本的に炭化、またはグラファイト化に分けられ、スペ−スと触媒物質を提供する。製剤成分中には、酸、アルカリ触媒反応が最も活発な触媒の組成元素が含まれ、また酸化、還元反応が最も活発な触媒の組成元素も含まれる。すなわち、自己修復製剤を含む潤滑油は同種のオイルに比べ炭化レベルが高く、かつ大量の高活性なナノレベルの炭質顆粒を生成することが可能である。油液中のこれら高活性なナノレベルの炭質顆粒と鉄酸化物の反応を経て、Ｆｅ３Ｃ相とグラファイト顆粒が生成される。従って、潤滑油触媒の炭化・グラファイト化が相互摩擦面表面にナノ結晶体保護層を形成する第２の作用原理となり、その作用プロセスは以下の通りである。
Ｆｅ２Ｏ３+Ｃ→Ｆｅ+ＣＯ・ＣＯ２
Ｆｅ+Ｃ→Ｆｅ３Ｃ
Ｆｅ３Ｃ→Ｆｅ↑+Ｃ（グラファイト化しやすい炭素）→グラファイト
【００２６】
３）機械合金化
酸化による機械研磨と潤滑油の炭化を経て、高化学活性の新しい金属表面と大量に充満したナノレベルの鉄酸化物、鉄炭化物および炭質顆粒の油液が組成されることによって修復保護層の反応機序が引き起こされる。摩擦プロセスにおいて放出されるエネルギ−により、相互摩擦面表面に電界と弱磁場が生じ、油液中の顆粒を摩擦表面に凝集させるが、（顆粒は）まず凹部に凝集する。また相互摩擦面の相対運動により、これら顆粒に対して切断応力と押し出し応力を加える微凸物に衝撃を加えることで、機械の合金化を進行させる。また微凸物は絶えず衝突運動にさらされ、安定不能な存在となることから、微凸物表面の機械合金化が引き起こされる。凹部中の機械合金化で生成されたナノ結晶体は成長を続け、凹部を完全に平坦化するまでの平坦化修復を実現する。さらに摩擦表面全体において（ナノ結晶体が）成長することによって修復保護層が形成され、修復作用が完了する。従って、機械合金化が相互摩擦面表面にナノ結晶体保護層を形成する第３の作用原理、すなわち最終の作用原理となる。
【００２７】
ナノ結晶体の自己修復保護層の元素組成、相互結合および力学性能：
Ｆａｌｅｘ−１５０６（アメリカ、Ｆａｌｅｘ社製）多機能摩擦摩損試験機とトーラス面同士が接触する形式の試料で試験を行った。附属図１に示すのはＦａｌｅｘ試験機の試料装着部分の細部画像と試料サイズ図面である。上下試料の接触面積は５０６ｍｍ、試験負荷範囲は０.１ＭＰａ−０.４４ＭＰａ、平均線速度（＝ＬＶ）は１−７ｍ／ｓとした。
【００２８】
附属図２および３は、それぞれ４００時間および８０時間のＦａｌｅｘ試験後における４５#スチ−ル基体および鋳鉄基体上に形成された保護層を示すものである。修復剤に配合される母体結晶はサ−ペンチン（結晶化学式はＭｇ６Ｓｉ４（ＯＨ）８である）およびセピオライト（結晶化学式はＭｇ８Ｓｉ１２Ｏ３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４・８Ｈ２Ｏ）である）の粉体組成物である。修復製剤の添加量は５ｗｔ％、潤滑方式を油潤滑法とし、修復製剤を含むＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイルを潤滑油として採用した。
【００２９】
Ｘ線光電子スペクトル（ＸＰＳ）解析の結果、保護層の元素組成はＦｅ、ＣおよびＯの３元素から成ることが明らかになった。附属図４参照。附属図５は保護層の元素分布に対する詳細なＸＰＳ解析の結果を示すものであり、元素の原子価は３種の元素がＦｅ３Ｃ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３および−ＯＨ（水酸基）とその他Ｆｅ、Ｃ合金の形式で存在することを明らかにしている。附属図６は典型的なナノ保護層完成結晶系の高分解能透過型電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）像であり、Ｆｅ３Ｃ、Ｆｅ３Ｏ４およびＦｅＯＯＨの３タイプのナノ結晶体が明瞭に認められた。
【００３０】
表１および表２は、それぞれＦａｌｅｘ試験前後における４５#スチ−ル底面試料表面の顕微硬度の比較および試験後における底面試料の横断面基体と保護層のナノ硬度の比較を記したものである。（表中のデ−タからは）４５#スチ−ル表面および４５#スチ−ル基体硬度がそれぞれ２.６倍および３.６倍に達し、保護層の表面顕微硬度、断面のナノ硬度が、いずれも等しく大幅に向上したことが読み取れる。附属図７および８は、それぞれ４５#スチ−ル試料の保護層と基体のナノ圧痕原子間力顕微鏡像（ＡＦＭ Ｉｍａｇｅ）および圧痕深度曲線を示すものである。測定を経て得られた保護層の硬度値と弾性モジュ−ル値は、それぞれH＝１３.３２ＧＰａおよびE＝２４０ＧＰａ、Ｈ／Ｅ＝０.０５５５であり、保護層がメタルセラミック材料の高硬度、ならびに良質な合金鋼の弾性モジュ−ルを備えることが明らかになった。
【００３１】
鋳鉄試料については、８０時間のＦａｌｅｘ試験後、注油装置中の潤滑油をすべて廃棄し、上下試料を境界潤滑（条件）下の接触状態に置いた。基準に従い、改めて試験機を起動させ、摩擦係数の変化を記録した。摩擦係数曲線を記録した附属図９からは、負荷および速度を徐々に増加させるランニングインを経た後の摩擦係数が０.００５以下を維持することが読み取れ、ナノ結晶体保護層に卓越した潤滑性が備わることが明らかになった。
表１  Ｆａｌｅｘ試験前後における４５#スチ−ル底面試料表面顕微硬度の比較
2009534480.tif 000002
表２  Ｆａｌｅｘ試験前後における４５#スチ−ル底面試料横断面基体および保護層ナノ硬度の比較
2009534480.tif 000003
【００３２】
保護層の抗摩擦粒摩損性損性および抗粘着摩損性に関する性能
大型水平シャフト揚水ポンプのベアリング相互摩擦面シミュレーション試験機において本発明の保護層形成および抗摩擦粒摩損、抗粘着摩損性能に関する試験を実施した。銘柄４５#スチ−ルのシャフト試料とバビットメタルのベアリング試料を採用した。ベアリングシミュレ−ション試験機の原理図は附属表１０を参照されたい。レバ−比は１：１０、分銅負荷L１、レバ−および分銅トレイ風袋L２＋L３＝０.９１２ｋｇとした。またベアリング・ブッシュ上部の試料は、表面粗度Ｒａ＝０.３６９２μｍ、合金層厚２ｍｍ、内径１２０ｍｍ、幅１０ｍｍとし、ベアリング下部の試料は、表面粗度Ｒａ＝０.５３５９μｍ、外径１２０ｍｍ、幅１５ｍｍとした。潤滑油には修復製剤を含むＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイルを採用するものとした。修復剤に配合される母体結晶はサ−ペンチン（結晶化学式はＭｇ６Ｓｉ１０（ＯＨ）８である）およびタルク（＝滑石：結晶化学式はＭｇ３（Ｓｉ４O１０）（ＯＨ）２である）の粉体組成物であり、修復製剤の添加量は１ｗｔ％、潤滑方式をオイルバス方式とした。
試験パラメ−タ−は表３に記載のとおりである。
表３  ベアリングシミュレ−ション試験パラメ−タ−
2009534480.tif 000004
【００３３】
１）表面形状および保護層のＳＥＭ像
抗摩擦試験後における４５#スチ−ルシャフト試料の表面粗度平均値はＲａ＝０.３８５９μｍであり、元のシャフト表面粗度であるＲａ＝０.５３５９μｍよりも低いものとなった。また、同条件下におけるベアリング・ブッシュ試料の表面粗度平均値はＲａ＝０.２６０５μｍであり、これもまた元のベアリング・ブッシュ試料の表面粗度であるＲａ＝０.３６９２μｍより低いものとなった。抗摩擦試験前後におけるシャフト試料のモデル表面ニ次元形状は附属図１１に示すとおりである。
【００３４】
附属図１２には２７時間のベアリングシミュレ−ション試験後における４５#スチ−ルシャフト試料横断面のＳＥＭ二次電子像を示した。（当該附属図１２から）４５#スチ−ル摩擦表面にはすでに厚み２μｍの自己修復保護層が形成されていること、ならびに保護層は基材のパ−ライト構造に沿って成長するとともに、基材に緊密に結合し、明らかな物理的境界も認められないことが読み取れた。附属図１３は保護層のＥＤＸエネルギ−スペクトル図であり、（当該附属図１３から）保護層はＦｅ、ＣおよびＯの３元素で組成されていることが明らかになった。保護層には４５#スチ−ルより遥かに多量のＣが含まれており、Ｃ元素は潤滑油の分解によって生成されたものである。また保護層中にはＯの含有量も高く、Ｏ元素は主に摩損自己修復材料の主成分であるサ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８）およびタルク（Ｍｇ３（Ｓｉ４Ｏ１０）（ＯＨ）２）の分裂によって提供されたものである。
【００３５】
２）保護層の抗摩擦粒摩損性能
粒度１００〜１２５μｍのＡＬ２Ｏ３ ４００ｍｇの抗摩擦粒３.３gを銘柄Ｗ１.５のＳｉＣ研磨クリ−ム（ＳｉＣ粒度１〜１.５μｍ）中に混入し、研磨材として使用した。研磨材は、修復製剤を含まないＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼル兼用オイル中に加え、ベアリングシミュレ−ション試験機にて抗摩擦粒摩損試験を実施した。試験負荷は３８.３４N、表面平均圧を０.７０ＭＰａ、回転速度２１００ｒｐｍ、試験サイクロ４.５ｈとし、潤滑方式はオイルバス方式とした。附属図１４は抗摩擦粒摩損試験後における４５#スチ−ルシャフト試料表面のＳＥＭ二次電子像であり、ａ）保護層無しｂ）保護層有りである。（当該附属図１４から）保護層無しの摩損表面の抗摩擦粒摩損・損傷は、保護層有りの表面損傷に比べ、著しく深刻なものであることが明らかになった。Ｔａｌｙｓｕｒｆ５−１２０型表面形状測定機によって測定された保護層無しおよび保護層有りの抗摩擦粒摩損損傷の深さは、それぞれ４６.５９μｍおよび１５.０１μｍであり、前者の抗摩擦粒摩損量は後者の３倍以上となった。
【００３６】
３）保護層の抗粘着摩損性能
ベアリングシミュレ−ション試験機を用いて抗粘着摩損試験を実施した。採用した潤滑剤は修復製剤を含まないＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼル兼用オイルであり、（潤滑方式には）間欠ジェット噴射方式を採用し、相互摩擦面を潤滑油の不足する状態に置いた。ランニングイン後の試験条件は不変とし、相互摩擦面が相互に接着する状態に至るまで、３分に１度、負荷を増加するものとした。附属図１５は保護層有りおよび保護層無しのベアリングの相互摩擦面における抗粘着摩損受け力曲線図である。（当該附属図１５から）保護層有りの相互摩擦面における接着負荷は保護層無しの相互摩擦面（における接合負荷）の２.５倍であることが明らかに読み取れる。附属図１６は抗粘着摩損試験後における４５#スチ−ルシャフト試料表面のＳＥＭ二次電子像であり、a）保護層無し、b）保護層有りである。（当該附属図１６から）保護層無しの摩損表面の抗粘着摩損・損傷は保護層有りの表面損傷に比べ、著しく深刻なものであることが明らかになった。
【実施例１】
【００３７】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O10（ＯＨ）８）        ９９；
ＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤  １２；
ナノＮｉ炭化・グラファイト化触媒            １；
ナノＣｏ炭化・グラファイト化触媒            １。
【００３８】
上記配合比のサ−ペンチン顆粒およびＮＤＺ−１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル（ＸＱＭ２型：遊星型ボ−ルミル  南京科学分析試験機器研究所（＝南京科析実験儀器研究所）生産中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０ｎｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉおよびナノＣｏ炭化・グラファイト化触媒粉体（吉林省四平市高斯達納米材料設備有限公司）生産）を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００３９】
配合完了後の上記製剤を０.５％の割合で博林高科（北京）石油化工有限公司製造の銘柄ＺＺＴ−ダイナミックエネルギ−オイル（秒美）潤滑油に加え、普通乗用車のジェッタを用いてＺＺＴ−ダイナミックエネルギ−オイル（秒美）潤滑油（本発明の製剤を含む）およびSF品質ガソリンエンジン用潤滑油のオイル消耗（省エネ）および放出に対する比較試験を実施した。試験の状況は以下のとおりである。
１、自動車の状況：４気筒エンジン、排気量１.６、三元触媒システム搭載、走行距離１３万キロ、気筒圧はすでに約８.２まで低下。
２、ＳＦ品質のガソリンエンジン用潤滑油を用いて、試験基準に従い２００キロの運行試験を実施し、オイル消耗および放出の基礎デ−タを獲得した。気筒圧に上昇は認められなかった。
３、ＺＺＴ−ダイナミックエネルギ−オイル（秒美）潤滑油に変更後、試験基準に従い２０００キロの運転試験を実施し、獲得した比較デ−タは以下のとおりであった。
１）気筒圧は１２まで回復。
２）省エネデ−タ：総合節油率は、以下のとおりであった。
市街地（３０〜５０キロ／時間）    ３.１％
都市間（７０〜９０キロ／時間）    ３.３％
高速（〜１１０キロ／時間）        ３.７％
３）
2009534480.tif 000005
【実施例２】
【００４０】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）８）        ５０；
タルク（Ｍｇ３（Ｓｉ４Ｏ１０）（ＯＨ）２）        ２５；
ＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤  １２；
Ｐｄ０炭化・グラファイト化触媒剤      ０.５；
ナノＰｔ炭化・グラファイト化触媒剤      ０.５；
【００４１】
上記配合比のサ−ペンチンおよびタルク組成物顆粒ならびにＮＤＺ−１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０ｎｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＰｄ０およびナノＰｔ炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００４２】
配合完了後の上記製剤を１ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、大型水平シャフト揚水ポンプのベアリング相互摩擦面シミュレ−ション試験機にて試験を実施した。ベアリングシミュレ−ション試験機の原理は附属図１０に示すとおりであり、シャフト試料およびベアリング試料の材質は、それぞれ４５#スチ−ルおよびバビットメタルとした。２７時間のベアリングシミュレ−ション試験を経て４５#スチ−ル摩擦面には厚み約２μｍの保護層が形成され、当該保護層は基材のパ−ライト構造に沿って成長するとともに、基材に緊密に結合し、明らかな物理的境界も認められなかった。附属図１２は２７時間のベアリングシミュレ−ション試験後における４５#スチ−ルシャフト試料横断面のＳＥＭ二次電子像である。附属図１３は保護層のＥＤＸエネルギ−スペクトル図であり、保護層はＦｅ、ＣおよびＯの３元素で組成されていることが明らかになった。附属図１４−１６に示すとおり、保護層は優良な抗摩擦粒摩損性および抗粘着摩損性を示した。
【実施例３】
【００４３】
本実施例に採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                    ７０；
セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２O３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４・８H２O）    ２９；
ＨＤ−２２シランカップリング剤                        ７；
ＲｈＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤                  １；
ＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤                    １。
【００４４】
上記配合比のサ−ペンチンおよびセピオライト組成物顆粒ならびにＨＤ−２２カップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＲｈＣｌ３およびＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００４５】
配合完了後の上記製剤を５ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ルおよび鋳鉄の２材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。４５#スチ−ル試料の試験時間は４００時間、鋳鉄試料の試験時間は８０時間とした。走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察の結果、試験終了後の４５#スチ−ル基体および鋳鉄基体上には保護層が形成されていた。附属図２および３を参照されたい。さらにＸ線光学電子スペクトル（ＸＰＳ）、ナノ硬度計、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）および高分解能透過型電子顕微鏡（ＨＲＴＥＭ）などを用いた分析検査の結果、保護層の原子組成はＦｅ、ＣおよびＯの３元素から成り、Ｆｅ３Ｃ、Ｆｅ３Ｏ４、Ｆｅ２Ｏ３および−ＯＨ（水酸基）とその他Ｆｅ、Ｃ合金の形式で存在し、ナノ結晶体を組成していることが明らかになった。附属図４、５および６を参照されたい。保護層がメタルセラミック材料の高硬度、良質な合金鋼の弾性モジュ−ル、ならびに卓越した潤滑性能を備えることが明らかになった。附属表７、８および９を参照されたい。
【実施例４】
【００４６】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                ５０；
アクチノライト（Ｃａ２（Ｍｇ,Ｆｅ）５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）    ２５；
ＨＤ−２２シランカップリング剤              ７；
ナノＮｉ炭化・グラファイト化触媒剤        １；
ナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤        １。
【００４７】
上記配合比のサ−ペンチンおよびアクチノライト組成物顆粒ならびにＨＤ−２２シランカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉおよびナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００４８】
配合完了後の上記製剤を３ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には鋳鉄材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。附属表１７はＦａｌｅｘ試験後における底面試料の横断面の走査電子顕微鏡像（ＳＥＭ像）であり、基体材料表面に基体材料組織とは明らかに異なる厚さ２−３μｍの保護層が形成されていることが分かる。附属図１８は鋳鉄基体および保護層のエネルギ−分散型蛍光Ｘ線分析（ＥＤＸ）による元素分布図であり、保護層の元素分布ではCおよびOの両元素の含有量比率が基体に比べ大幅に増加するという特徴を読み取ることができる。Ｆｅ／C原子比の計算においては、基体材料Ｆｅ／Cが０.４３であるのに対し、保護層中のＦｅ／Cは０.１４であり、２者間の差異は極めて大きいものとなっている。
【実施例５】
【００４９】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                    ７５；
ＮＤＺ−１３３  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤      ６；
ＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤      ６；
ＩｒＯ２炭化・グラファイト化触媒剤                  ２
【００５０】
上記配合比のサ−ペンチン、ＮＤＺ−１３３およびＮＤＺ０１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＩｒＯ２炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００５１】
配合完了後の上記製剤を５ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には鋳鉄材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計７サイクル、１４８時間にて実施した。附属図１９は底面試料横断面の走査光学顕微鏡像であり、試料表面に厚さ約３μｍの保護層が形成されていることが読み取れる。鋳鉄基体と保護層のナノ硬度平均値は、それぞれＨｖ２０ｍN＝５７２およびＨｖ２０ｍN＝１１５８であった。
【実施例６】
【００５２】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
タルク（Ｍｇ３（Ｓｉ４O１０）（ＯＨ）２）            ９９；
ＨＤ−２２  シランカップリング剤              １０；
ＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤    １０；
ＲｕＣｌ  石炭化・グラファイト化触媒剤            ３。
【００５３】
上記配合比のタルク顆粒、ＨＤ−２２シランカップリング剤およびＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＲｕＣｌ炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００５４】
配合完了後の上記製剤を３.５ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計６サイクル、１４４時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験後における底面試料横断面の走査光学顕微鏡像（ＳＥＭ像）から、基体材料表面には厚さ約２μｍの保護層が形成されていることが明らかになった（附属図２０）。底面試料表面の顕微硬度平均値は、試験前のＨｖ１００g＝２９８から試験後にＨｖ１００g＝７８５まで上昇した。
【実施例７】
【００５５】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２O３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４・８H２O）        ６０；
ＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤    ３；
ナノＮｉ炭化・グラファイト化触媒剤        ０.０２５；
ナノＣｏ炭化・グラファイト化触媒剤        ０.０２５。
【００５６】
上記配合比のセピオライト顆粒およびND−１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉおよびナノＣｏ炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００５７】
配合完了後の上記製剤を５ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験前後の底面試料表面の顕微硬度の比較では、試験前のＨｖ１００g＝２７５から試験後にＨｖ１００g＝７５０までの上昇が認められた。底面試料横断面のＳＥＭ像から、試料表面に０.５−１μｍの保護層が形成されていることが明らかになった。
【実施例８】
【００５８】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
アクチノライト（Ｃａ２（Ｍｇ,Ｆｅ）５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）          ６０；
ＨＤ−２２  シランカップリング剤                      ２０；
ナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤                  ３。
【００５９】
上記配合比のアクチノライト顆粒およびＨＤ−２２シランカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００６０】
配合完了後の上記製剤を４ｗｔ％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。底面試料横断面のＳＥＭ像から、試料表面に約１μｍの保護層が形成されていることが明らかになった。また底面試料表面の顕微硬度は、試験前のＨｖ１００g＝２９８から試験後にＨｖ１００g＝７８０まで上昇した。
【実施例９】
【００６１】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                  ５０；
タルク（Ｍｇ３（Ｓｉ４O１０）（ＯＨ）２）                  ４９；
ＮＤＺ−１３３  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤        ３；
ナノＮｉ炭化・グラファイト化触媒剤              １.５；      
ＲｕＯ２組成物炭化・グラファイト化触媒剤          １.５。
【００６２】
上記配合比のサ−ペンチンおよびタルク組成物顆粒ならびにＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０ｎｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉおよびＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００６３】
配合完了後の上記製剤を３.５ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験後の底面試料横断面の走査電子顕微鏡像から、基体材料表面に厚さ約１μｍの一層の保護層が形成されていることが明らかになった。底面試料表面の顕微硬度平均値は、試験前のＨｖ１００g＝２７５から試験後にＨｖ１００g＝７１０まで上昇した。
【実施例１０】
【００６４】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                  ３５；
セピオライト（Ｍｇ８Ｓｉ１２O３０（ＯＨ）４（ＯＨ２）４・８H２O）    １０；
ＨＤ−２２シランカップリング剤                        １；
ＲｈＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤              ０.０２５；
ＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤                ０.０２５。
【００６５】
上記配合比のサ−ペンチンおよびセピオライト組成物顆粒およびＨＤ−２２シランカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＲｕＣｌ３およびＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００６６】
配合完了後の上記製剤を５ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計５サイクル、１２０時間にて実施した。底面試料横断面のＳＥＭ像から、試料表面に約１μｍの保護層が形成されていることが明らかになった。また底面試料表面の顕微硬度は、試験前のＨｖ１００g＝２５６から試験後にはＨｖ１００g＝７２０まで上昇した。
【実施例１１】
【００６７】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                    ４０；
タルク（Ｍｇ３（Ｓｉ４O１０）（ＯＨ）２）                    ２０；
ＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤      ２０；
ナノNi炭化・グラファイト化触媒剤                ０.０２５；
ＩｒＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤                    ０.０２５。
【００６８】
上記配合比のサ−ペンチンおよびタルク組成物顆粒およびＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉおよびＩｒＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００６９】
配合完了後の上記製剤を３.５ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験後の底面試料横断面の走査電子顕微鏡像から、基体材料表面に厚さ約１μｍの一層の保護層が形成されていることが明らかになった。底面試料表面の顕微硬度平均値は、試験前のＨｖ１００g＝２４５から試験後にＨｖ１００g＝６８５まで上昇した。
【実施例１２】
【００７０】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（ＯＨ）８）                        ４５；
ＮＤＺ−１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤    ２５；
ＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤    ２５；
ナノNi炭化・グラファイト化触媒剤                          ０.０５。
【００７１】
上記配合比のサ−ペンチン顆粒、ＮＤＺ−１３１およびＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノＮｉ炭化・グラファイト化触媒剤粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００７２】
配合完了後の上記製剤を５ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験後における底面試料表面の顕微硬度の比較では、試験前のＨｖ１００g＝２５０から試験後にはＨｖ１００g＝６７０までの上昇が認められた。底面試料横断面のＳＥＭ像からは、試料表面に０.５−１μｍの保護層が形成されていることが明らかになった。
【実施例１３】
【００７３】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
アクチノライト（Ｃａ２（Ｍｇ,Ｆｅ）５Ｓｉ８Ｏ２２（ＯＨ）２）            ４５；
ＨＤ−２２シランカップリング剤                        ０.５；
ＮＤＺ−１３１  モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤      ０.５；
ナノCo炭化・グラファイト化触媒剤              ３；
ナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤              ３。
【００７４】
上記配合比のアクチノライト顆粒、ＨＤ−２２シランカップリング剤およびＮＤＺ−１３１モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにナノCoおよびナノＦｅ炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００７５】
配合完了後の上記製剤を４ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。底面試料横断面のＳＥＭ像から、試料表面に約１μｍの保護層が形成されていることが明らかになった。底面試料表面の顕微硬度は、試験前のＨｖ１００g＝２９８から試験後にはＨｖ１００g＝７８０まで上昇した。
【実施例１４】
【００７６】
本実施例において採用した配合は以下のとおりである。（重量％）
サ−ペンチン（Ｍｇ６Ｓｉ４O１０（（ＯＨ）８）        ５０；
タルク（Ｍｇ８（Ｓｉ４O１０）（ＯＨ）２）        ４９；
ＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤    １；
ＲｕＯ２炭化・グラファイト化触媒剤          ３；
ＲｈＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤        ３。
【００７７】
上記配合比のサ−ペンチンおよびタルク組成物顆粒、ならびにＮＤＺ−１３３モノアルコキシ脂肪酸チタン酸エステルカップリング剤を高性能ボ−ル・ミル中に加え、研磨時間１０時間、回転速度８００回／分、研磨後の粉体粒度範囲１０nｍ−１μｍにて研磨を行う。その後、さらにＲｕＯ２およびＲｈＣｌ３炭化・グラファイト化触媒剤組成物粉体を加え、引き続き３０分間の研磨を行えば、潤滑油中に添加して使用可能な自己修復機能を備えた製剤となる。
【００７８】
配合完了後の上記製剤を３.５ｗt％の割合でＳＤ／ＣＣ品質の１５Ｗ４０ガソリン／ディ−ゼルエンジン兼用オイル中に加え、Ｆａｌｅｘ摩擦摩損試験機にて面接触摩擦試験を実施した。試料には４５#スチ−ル材質を採用し、潤滑方式はオイルバス潤滑方式とした。試験は２４時間を１サイクルとし、計４サイクル、９６時間にて実施した。Ｆａｌｅｘ試験後における底面試料横断面の走査光学顕微鏡像から、基体材料表面に約１μｍの一層の保護層が一形成されていることが明らかになった。底面試料表面の顕微硬度平均値は、試験前のＨｖ１００g＝２７５から試験後にはＨｖ１００g＝７１０まで上昇した。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】Ｆａｌｅｘ試験機（Ｆａｌｅｘ社製の摩擦磨耗試験機）の試料装着部分細部を示した画像（ａ）および試料サイズを示した図。
【図２】４５#スチ−ル基体上に形成された保護層。
【図３】鋳鉄基体上に形成された保護層。
【図４】保護層の元素分布を示すＸＰＳ（Ｘ線光電子スペクトル）全体図。
【図５】保護層の元素分布を示す詳細なＸＰＳ解析。
【図６】ナノ結晶体保護層完全結晶系のＨＲＴＥＭ（高分解能透過型電子顕微鏡）像。
【図７】４５#スチ−ル試料保護層のナノ圧痕原子間力顕微鏡像および圧痕深度曲線。
【図８】４５#スチ−ル試料基体のナノ圧痕原子間力顕微鏡像および圧痕深度曲線。
【図９】境界潤滑条件下における保護層の摩擦係数曲線。
【図１０】ベアリングシミュレ−ション試験機の原理図。
【図１１】ベアリングシミュレ−ション後における４５#スチ−ルシャフト試料の表面形状図。
【図１２】ベアリングシミュレ−ション後における４５#スチ−ル試料横断面のＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）像。
【図１３】ベアリングシュミレ−ション後における４５#スチ−ル試料表面保護層のＥＤＸ（エネルギ−分散型蛍光Ｘ線分析）エネルギ−スペクトル図。
【図１４】抗摩擦粒摩損試験後における４５#スチ−ルシャフト試料表面のＳＥＭ二次電子像。
【図１５】ベアリングの相互摩擦面における抗粘着摩損の受け力曲線。
【図１６】抗粘着摩損試験後における４５#スチ−ルシャフト試料表面のＳＥＭ像。
【図１７】実施例４におけるＦａｌｅｘ試験後の試料断面のＳＥＭ画像。
【図１８】実施例４における基体材料（ａ）および保護層（ｂ）のＥＤＸ元素分布図。
【図１９】実施例５におけるＦａｌｅｘ試験後の試料断面のＳＥＭ画像。
【図２０】実施例６におけるＦａｌｅｘ試験後の試料断面のＳＥＭ画像。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８（ａ）】
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【図１８（ｂ）】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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