トライボロジーにおける表面処理法には、摩擦や摩耗の条件下で材料の性能や耐久性を向上させることを目的とした様々な技術が含まれる。これらの方法には、固体表面コーティング、機械的前処理、エキシマレーザー処理、メカノケミカルボンディング、レーザー照射などが含まれる。
固体表面コーティング： この方法では、炭化物、ケイ化物、窒化物、ホウ化物などの材料の薄膜を部品の表面に塗布する。これらのコーティングは耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を下げ、耐食性を高める。ダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングは、放熱性、硬度、電気絶縁性、高温・高エネルギー放射線に対する耐性で特に好まれている。また、骨接合や接着特性を向上させるために、バイオメディカル用途にも使用されている。
機械的前処理： この処理には通常、研削と研磨が含まれ、これによって表面に傷、溝、隆起などの凹凸が生じることがある。これらの凹凸は、成膜された薄膜のトポグラフィに影響を与え、その性能に影響を及ぼす可能性がある。機械的な前処理は、さらなる処理のために表面を準備するために非常に重要であり、純化や炭化ケイ素などの材料によるコーティングなどの追加的な精製を行うことができる。
エキシマレーザー処理： この方法では、ArF、KrF、XeClなどのレーザーを使用して、特にPTFEのようなポリマーを処理する。この処理によってガス状物質が光分解され、材料表面を改質する活性原子や活性基が形成される。この処理により、表面のフッ素含有量を減少させ、表面エネルギーと親水性を高めることができる。エキシマレーザー処理は選択性と耐久性に優れているため、表面改質のための一般的な選択肢となっている。
メカノケミカルボンディング： この技術では、接着剤でコーティングしたポリマー表面をこすって表面を機械的に分解し、高分子フリーラジカルを形成する。このラジカルが接着剤分子と共有結合を形成し、接合強度を向上させる。メカノケミカル接合は、費用対効果が高く、簡単で、接合の耐久性が向上する。
レーザー照射法： この方法は、PTFEを重合性モノマーの中に置き、Co-60を照射してPTFE表面にグラフトポリマーの層を化学グラフト重合させる。このプロセスにより表面が粗くなり、接着面積と強度が増す。この方法は簡単で短時間で行えるが、改質された表面は耐久性が低く、放射線源は人体に有害である可能性がある。
これらの表面処理方法は、耐摩耗性、耐摩擦性、環境要因など、トライボロジー・システムの具体的な要件に応じて、それぞれ独自の利点と用途を提供します。
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