journal article·2023-04-19

Superlubricity with Graphitization in Ti-Doped DLC/Steel Tribopair: Response on Humidity and Temperature

Jae-Il Kim, Woo-Young Lee, Takayuki Tokoroyama, Noritsugu Umehara

ACS Applied Materials & Interfaces· Volume 15· Issue 15
Publisher page

Abstract

The anti-friction of diamond-like carbon (DLC) is achieved by a well-developed carbonaceous transfer layer, and Ti-doped DLC is developed into a robustly built-up carbonaceous transfer layer. The friction performance of DLC depends on the operating environment, e.g., ambient gas, humidity, temperature, lubricants, and mating material. In this study, we aimed to reveal the environmental sensitivities of Ti-DLC on friction characteristics. To this end, a Ti-DLC was rubbed against a steel ball, and friction behaviors were evaluated with different gas compositions, humidity, and temperature. Finally, we identified that fractional coverage of water on surfaces affected the anti-graphitization on Ti-DLC, leading to avoiding friction reduction.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Diamond and Carbon-based Materials Research · Lubricants and Their Additives · Tribology and Wear Analysis

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Micro-Nano Mechanical Science and Engineering, Graduate School of Engineering, Nagoya University, Furo-cho, Chikusa-ku, Nagoya 464-8603, Aichi, Japan

Intelligent Optical Module Research Center, Korea Photonics Technology Institute (KOPTI), Cheomdan venture-ro 108-gil 9, Buk-gu, Gwangju 61007, Republic of Korea

Funding

National Research Foundation of Korea · Ministry of Trade, Industry and Energy · Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology

References (100+)

Show source-provided references
1. 10.1016/j.triboint.2022.10769010.1016/j.triboint.2022.107690 ↗
2. 10.1016/S0043-1648(03)00340-510.1016/S0043-1648(03)00340-5 ↗
3. 10.1007/s11249-009-9457-z10.1007/s11249-009-9457-z ↗
4. 10.1016/j.carbon.2022.12.01210.1016/j.carbon.2022.12.012 ↗
5. 10.1016/j.tsf.2004.11.12610.1016/j.tsf.2004.11.126 ↗
6. 10.1080/1040200070126090610.1080/10402000701260906 ↗
7. 10.1016/j.carbon.2013.08.06510.1016/j.carbon.2013.08.065 ↗
8. 10.1088/2053-1591/ab9ced10.1088/2053-1591/ab9ced ↗
9. 10.1023/a:101914021325710.1023/a:1019140213257 ↗
10. 10.2474/trol.13.24110.2474/trol.13.241 ↗
11. 10.1016/j.surfcoat.2019.01.11510.1016/j.surfcoat.2019.01.115 ↗
12. 10.1016/j.apsusc.2017.05.21010.1016/j.apsusc.2017.05.210 ↗
13. 10.1016/j.tsf.2014.05.00410.1016/j.tsf.2014.05.004 ↗
14. 10.1299/jamdsm.2018jamdsm012910.1299/jamdsm.2018jamdsm0129 ↗
15. 10.1016/j.triboint.2021.10712810.1016/j.triboint.2021.107128 ↗
16. 10.1016/j.triboint.2020.10617610.1016/j.triboint.2020.106176 ↗
17. 10.1016/j.triboint.2021.10694410.1016/j.triboint.2021.106944 ↗
18. 10.2474/TROL.15.10510.2474/TROL.15.105 ↗
19. Bin Taib M. T. · J. Tribol. · 2018 · 18 · 1
20. 10.2474/trol.12.11010.2474/trol.12.110 ↗
21. 10.1177/1350650121101312610.1177/13506501211013126 ↗
22. 10.1007/s11249-020-01333-610.1007/s11249-020-01333-6 ↗
23. 10.1007/s11249-021-01482-210.1007/s11249-021-01482-2 ↗
24. 10.1016/j.carbon.2019.10.00510.1016/j.carbon.2019.10.005 ↗
25. 10.1016/j.carbon.2019.04.04010.1016/j.carbon.2019.04.040 ↗
26. 10.1016/j.triboint.2021.10730610.1016/j.triboint.2021.107306 ↗
27. 10.1016/j.triboint.2022.10774910.1016/j.triboint.2022.107749 ↗
28. 10.1016/S0043-1648(03)00334-X10.1016/S0043-1648(03)00334-X ↗
29. 10.1016/S0040-6090(01)01437-710.1016/S0040-6090(01)01437-7 ↗
30. 10.1016/j.actamat.2005.05.04510.1016/j.actamat.2005.05.045 ↗
31. Kato K. · 2007 · 34110.1016/B978-044452772-1/50051-2 ↗
32. 10.2474/trol.11.30810.2474/trol.11.308 ↗
33. Ronkainen H. · 2008 · 15510.1007/978-0-387-49891-1_6 ↗
34. 10.1021/acs.langmuir.5b0420710.1021/acs.langmuir.5b04207 ↗
35. 10.1115/1.313904710.1115/1.3139047 ↗
36. 10.1016/S0016-0032(17)90938-X10.1016/S0016-0032(17)90938-X ↗
37. 10.1016/S0043-1648(01)00708-610.1016/S0043-1648(01)00708-6 ↗
38. Tetens O. · Z. Geophys. · 1930 · 6 · 297
39. 10.1115/1.173940810.1115/1.1739408 ↗
40. 10.1115/1.182971910.1115/1.1829719 ↗
41. 10.1016/j.carbon.2016.01.06010.1016/j.carbon.2016.01.060 ↗
42. 10.1016/j.susc.2006.05.00810.1016/j.susc.2006.05.008 ↗
43. 10.1016/S0257-8972(98)00842-110.1016/S0257-8972(98)00842-1 ↗
44. 10.1557/JMR.1990.259910.1557/JMR.1990.2599 ↗
45. 10.1016/0008-6223(90)90290-F10.1016/0008-6223(90)90290-F ↗
46. 10.1039/c5ra09327a10.1039/c5ra09327a ↗
47. 10.1063/1.176059710.1063/1.1760597 ↗
48. 10.1016/0043-1648(60)90292-110.1016/0043-1648(60)90292-1 ↗
49. 10.1016/0043-1648(64)90083-310.1016/0043-1648(64)90083-3 ↗
50. 10.1021/acsami.0c0542210.1021/acsami.0c05422 ↗
51. 10.1126/science.aaa415710.1126/science.aaa4157 ↗
52. 10.1016/j.carbon.2021.08.07110.1016/j.carbon.2021.08.071 ↗
53. 10.1021/acsnano.7b0904610.1021/acsnano.7b09046 ↗
54. 10.3390/coatings710015310.3390/coatings7100153 ↗
55. 10.1103/PhysRevB.62.1108910.1103/PhysRevB.62.11089 ↗
56. 10.1103/PhysRevB.61.1409510.1103/PhysRevB.61.14095 ↗
57. Ferrari A. C. · 2004 · 2477
58. 10.1063/1.12397110.1063/1.123971 ↗
59. 10.1016/0925-9635(95)00363-010.1016/0925-9635(95)00363-0 ↗
60. 10.1063/1.12605010.1063/1.126050 ↗
61. 10.1016/S0008-6223(97)00020-110.1016/S0008-6223(97)00020-1 ↗
62. 10.1023/A:101864130494410.1023/A:1018641304944 ↗
63. 10.1016/j.diamond.2022.10887510.1016/j.diamond.2022.108875 ↗
64. 10.1016/S0257-8972(96)03057-510.1016/S0257-8972(96)03057-5 ↗
65. 10.1088/2631-7990/ab5d8f10.1088/2631-7990/ab5d8f ↗
66. 10.1016/0925-9635(96)00538-910.1016/0925-9635(96)00538-9 ↗
67. 10.1088/0022-3727/39/18/R0110.1088/0022-3727/39/18/R01 ↗
68. 10.1016/S0257-8972(97)00450-710.1016/S0257-8972(97)00450-7 ↗
69. 10.1016/j.carbon.2009.08.03610.1016/j.carbon.2009.08.036 ↗
70. 10.1016/j.carbon.2009.03.04010.1016/j.carbon.2009.03.040 ↗
71. 10.1016/j.carbon.2014.03.03510.1016/j.carbon.2014.03.035 ↗
72. 10.1002/admi.20180144910.1002/admi.201801449 ↗
73. 10.1016/j.diamond.2009.02.01010.1016/j.diamond.2009.02.010 ↗
74. 10.1016/s0167-8922(00)80159-510.1016/s0167-8922(00)80159-5 ↗
75. 10.1016/0039-6028(86)90665-510.1016/0039-6028(86)90665-5 ↗
76. 10.1103/PhysRevB.25.433810.1103/PhysRevB.25.4338 ↗
77. 10.1038/s41467-017-01717-810.1038/s41467-017-01717-8 ↗
78. 10.1016/j.carbon.2018.01.02210.1016/j.carbon.2018.01.022 ↗
79. 10.1016/s0925-9635(97)00269-010.1016/s0925-9635(97)00269-0 ↗
80. 10.1103/PhysRevLett.85.409210.1103/PhysRevLett.85.4092 ↗
81. 10.1007/s00339-002-2014-310.1007/s00339-002-2014-3 ↗
82. 10.1088/1612-2011/12/1/01610110.1088/1612-2011/12/1/016101 ↗
83. Ivandini T. A. · 2017
84. 10.1016/0168-583X(90)90602-Q10.1016/0168-583X(90)90602-Q ↗
85. 10.1016/S0257-8972(98)00569-610.1016/S0257-8972(98)00569-6 ↗
86. 10.1038/ncomms746710.1038/ncomms7467 ↗
87. 10.1021/acs.langmuir.8b0031510.1021/acs.langmuir.8b00315 ↗
88. 10.1038/srep0366210.1038/srep03662 ↗
89. 10.1038/s41467-018-08042-810.1038/s41467-018-08042-8 ↗
90. 10.1007/s40544-018-0201-210.1007/s40544-018-0201-2 ↗
91. 10.1007/s11249-021-01522-x10.1007/s11249-021-01522-x ↗
92. 10.1080/1040200880898180010.1080/10402008808981800 ↗
93. 10.1103/PhysRevLett.119.09610110.1103/PhysRevLett.119.096101 ↗
94. 10.1016/j.apsusc.2021.15229910.1016/j.apsusc.2021.152299 ↗
95. 10.3389/fmech.2020.0006510.3389/fmech.2020.00065 ↗
96. 10.1038/s41598-022-07514-810.1038/s41598-022-07514-8 ↗
97. 10.1016/j.scriptamat.2006.08.03110.1016/j.scriptamat.2006.08.031 ↗
98. 10.1039/c8cs00684a10.1039/c8cs00684a ↗
99. 10.1021/acscatal.9b0156510.1021/acscatal.9b01565 ↗
100. 10.1002/pssa.221154011010.1002/pssa.2211540110 ↗