非晶碳薄膜固体超滑设计的滚-滑原则

固体超滑是指相互接触的滑动固体表界面间摩擦系数极低(10?3量级或更低)的现象,因此,开展固体超滑理论和超滑技术研究具有重要意义. 目前碳基薄膜固体超滑设计原则是引入杂原子后的表面钝化作用,尤其氢含量起到决定性作用,通常要求氢原子分数高于40%. 然而依据相图,高氢碳薄膜体系仅占碳薄膜种类的小部分,大量无钝化或者少钝化非晶碳薄膜超滑设计缺乏理论指导. 本文作者在前期研究基础上综述了国内外最新进展,面向贫氢非晶碳薄膜体系,提出从滚-滑角度认识无序界面无钝化或者钝化不足情况下摩擦机理,包括滑动机理、滚动机理、滚动-滑动共存,并在此基础上探讨了碳基薄膜的可能发展趋势,以及固体超滑可能的设计原则和方案.      

基于双剪统一强度理论的厚壁圆筒塑性极限载荷分析

应用双剪统一强度理论,考虑材料的拉压异性和同性,推导了在内压和轴力联合作用下的厚壁圆筒的塑性极限载荷表达式．在该表达式中,当其系数取不同的值时,就能得到按Tresca屈服准则、线性逼近的Mises屈服准则和双剪应力屈服准则进行计算的结果．     

导电滑环Au涂层摩擦磨损行为的分子动力学模拟

金(Au)及其合金由于优异的导电和抗氧化特性被广泛用做星载导电滑环涂覆层,本文中采用分子动力学模拟方法研究了导电滑环Au-Au涂层在不同温度和不同摩擦速度下的摩擦磨损行为,并通过设定模型局部快速升温模拟载流摩擦中电弧侵蚀的效果.结果表明:滑环环体与环刷的磨损主要为黏着磨损,温度升高会加快下压过程的界面力学响应;相对运动速度越低,磨损越严重,同时跑合后的摩擦力越大;影响摩擦磨损特性的主要原因是接触中心在温升区域中心附近时的焊接现象.研究结果为揭示Au-Au涂层的摩擦磨损性能随温度和速度变化的微观机理提供了参考依据,为我国卫星长寿命,高可靠性设计提供理论基础.     

含氮类金刚石薄膜的力学和摩擦学性能的研究

利用脉冲等离子体增强化学气相沉积系统沉积了含氮类金刚石碳薄膜.利用X射线光电子能谱和红外光谱分析了薄膜的化学键状态,在UMT摩擦磨损试验机上考察了薄膜的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜分析了摩擦对偶球表面的转移膜形貌.结果表明:随着薄膜中氮含量的增加,薄膜中的sp2C含量增加,硬度有所降低,薄膜的平均摩擦系数先减小后增加.     

聚酰胺氨类树枝形聚合物插入式自组装膜的制备与摩擦学性能：小分子链长的影响

在硅基片上制备了聚酰胺氨类树枝形聚合物与不同链长的脂肪酸小分子复合自组装单层膜,用椭圆偏振光测厚仪、DSA 100接触角测量仪、X 射线光电子能谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）对所制备的薄膜结构进行了表征,并分别考察了薄膜的纳米摩擦学性能和宏观摩擦学性能。结果表明：C18和C12成功组装到了PAMAM单层膜上PAMAM分子间的空白处。小分子的插入减小了PAMAM自组装膜表面的摩擦力和摩擦系数,提高了PAMAM自组装膜的承载能力。小分子链长的差别对复合薄膜的结构及摩擦学性能影响的差别不明显。     

LiFePO4纳米管的制备与表征

采用溶胶凝胶法在氧化铝模板中成功的制备了LiFePO4一维纳米管阵列．扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征结果表明所制备的LiFePO4纳米管具有单分散性,互相平行,高度有序。综合选区电子衍射、X射线衍射以及X光线能谱表征结果,所制备的LiFePO4纳米管为单一的橄榄石型结构．这种在室温和温和条件下合成的一维LiFePO4纳米管,可以做为新型的锂离子电池正极材料．     

一种冠醚化合物作为新型润滑油添加剂的抗磨减摩性能研究

合成了溴代苯并－１５－冠醚,与ＺＤＤＰ对比考察了其作为液体石蜡添加剂的磨工用配位化学理论解释了其边界润滑机理。结果表明,冠醚添加剂的抗磨减摩性能优于ＺＤＤＰ,是一种可塑替代ＺＤＤＰ的具有良好润滑性能的新型无灰润滑油添加剂。     

直流法制备类富勒烯碳氢薄膜的摩擦学性能研究

采用直流等离子体化学气相沉积(dc-PECVD)技术,以甲烷为前驱体,在单晶硅表面制备了含氢类富勒烯(FL-C∶H)薄膜.简化了含氢类富勒烯(FL-C∶H)薄膜的脉冲偏压协助等离子体化学气相制备过程(mcPECVD),通过高分辨率透射电镜和拉曼光谱确定了FL-C∶H薄膜的微观结构和薄膜内的富勒烯含量;通过纳米压痕和往复摩擦试验对比了两种方法制备的FL-C∶H与传统的DLC薄膜的硬度及摩擦性能.结果表明:与用脉冲偏压协助方案制备的含氢类富勒烯薄膜相比,直流方案制备的FL-C∶H薄膜具有相似的微观结构,更优异的机械特性及摩擦学性能,同时该薄膜表现出对载荷、频率和相对湿度的低敏感性.     

中频磁控溅射沉积含铝类金刚石碳膜结构及其摩擦磨损性能研究

采用中频磁控溅射技术在单晶硅表面制备含铝类金刚石(Al-DLC)薄膜,利用原子力显微镜、X射线光电子能谱仪、红外光谱仪、纳米压痕仪和微摩擦磨损试验机等考察薄膜表面形貌、结构及其摩擦磨损性能.结果表明:所制备的Al-DLC薄膜均匀、致密,表面粗糙度小,应力较低,硬度较高;薄膜与Si3N4陶瓷球对摩时显示出良好抗磨减摩性能;加基底偏压所制备薄膜的摩擦系数明显降低, 耐磨寿命显著提高.     

自组装单分子膜的结构及其自组装机理

综述了自组装单分子膜技术近年来取得的一些重要研究成果,重点介绍了自组装单分子膜体系的结构及其自组装机理,并提出了这一领域今后的发展方向及需要解决的重点课题.