凸结构的形成-低载下单晶硅表面的划痕损伤研究

利用纳米划痕仪及曲率半径为3μm的球形金刚石针尖,在单晶硅(100)表面进行了不同载荷下的划痕试验.结果表明:随载荷的增加,单晶硅表面的划痕损伤先后经历了从凸起形成、凸起与凹槽并存到材料去除的变化过程.当载荷为0.5～3.0mN时,单晶硅上的划痕损伤表现为凸结构的形成,且凸起的高度和体积随载荷的增加而增大;当载荷为3～50mN时,凸起和凹槽同时出现,但损伤区域体积未见减少,损伤仍以凸结构形成为主导;当载荷大于50mN时,凹槽深度和磨损体积明显增大,划痕损伤表现为典型的材料去除.进一步的分析显示,单晶硅的划痕损伤特征与其接触区的应力状态密切相关,低载下的摩擦剪切是凸结构产生的主要原因.     

角蛋白组织摩擦学性能及其损伤自修复的初步研究

采用纳米压痕/划痕仪和维氏硬度仪,初步研究了2种不同角蛋白材料-指甲和鸡爪的摩擦学性能及其损伤自修复特性.结果表明:指甲和鸡爪微观结构的不同导致其摩擦学性能和自修复能力有较大差异.由于具有更好的纤维取向性,指甲表面的划痕摩擦系数略低于鸡爪.指甲横截面上垂直于纤维方向的划痕摩擦力比平行于纤维方向的大,划痕宽度小;鸡爪内外层结构的不同使得其外层的摩擦力较大,划痕宽度较小.浸泡在水中,指甲和鸡爪上的压痕变形和低载下的划痕变形能够分别在5和30 min内完全恢复.     

不同温度下砷化镓表面摩擦诱导选择性刻蚀特性研究

利用摩擦诱导选择性刻蚀的方法,可在砷化镓表面加工一系列的纳米结构;该纳米加工方法无需掩膜,且加工效率高、成本低,具有应用前景.为了进一步研究砷化镓表面摩擦诱导选择性刻蚀的特性,优化加工参数,本文作者在不同温度下利用H_2SO_4-H_2O_2溶液对砷化镓表面进行选择性刻蚀,考察了刻蚀后所形成的凸起高度及砷化镓表面粗糙度随刻蚀时间和刻蚀温度的变化规律,阐释了温度对砷化镓表面刻蚀的影响机制;最后从加工高度和表面粗糙度着眼,探讨了砷化镓表面摩擦诱导选择性刻蚀的最佳条件.本研究为砷化镓表面选择性刻蚀加工的条件优化提供了重要依据.