Nano-tribological study on a super-hydrophobic film formed on rough aluminium substrates

A novel super-hydrophobic stearic acid (STA) film with a water contact angle of 166^o was prepared by chemical adsorption on aluminum wafer coated with polyethyleneimine (PEI) film. The micro-tribological behavior of the super-hydrophobic STA monolayer was compared with that of the polished and PEI-coated Al surfaces. The effect of relative humidity on the adhesion and friction was investigated as well. It was found that the STA monolayer showed decreased friction, while the adhesive force was greatly decreased by increasing the surface roughness of the Al wafer to reduce the contact area between the atomic force microscope (AFM) tip and the sample surface to be tested. Thus the friction and adhesion of the Al wafer was effectively decreased by generating the STA monolayer, which indicated that it could be feasible and rational to prepare a surface with good adhesion resistance and lubricity by properly controlling the surface morphology and the chemical composition. Both the adhesion and friction decreased as the relative humidity was lowered from 65% to 10%, though the decrease extent became insignificant for the STA monolayer. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (50375151, 50323007, 10225209) and the Chinese Academy of Sciences (KJCX-SW-L2)     

关于第14届材料磨损国际会议的简要评述

对第14届材料磨损会议重点涉及的生物摩擦学、金属磨损、表面涂层、冲蚀、纳米摩擦学、复合材料以及磨损监测等研究领域的最新进展进行了评述，对摩擦学领域今后的研究重点进行了展望．     

Langmuir-Blodgett膜摩擦分子动力学模拟和机理研究

采用分子动力学方法,模拟了在两块石英基板上由脂肪酸(C₁₅H₃₁COOH)组成的单层Langmuir-Blodgett (LB)膜间的摩擦特性,探究了超薄膜在滑动过程中的摩擦和结构机理.得出对于单层LB膜在滑动过程中,在速度小于60m/s时,随着速度的增大,其剪切压增大;在速度大于60 m/s时,剪切压随速度的增加而减小.其链的倾斜角随着滑动速度的增加而减小.单层膜内的分子之间以氢键方式形成了较大的分子簇,由此导致了剪切压呈现较长的周期性,但在单层膜之间无氢键形 关键词： 分子动力学模拟 朗缪尔布洛杰特膜 纳米摩擦 氢键     

有机分子超薄膜的结构对摩擦的影响

采用分子动力学方法, 模拟了由脂肪酸C_nH_2n+1COOH}和C₁₇H₃₁COOH (n=12,13,14,15,16,17)组成的混合单层Langmuir-Blodgett(LB)膜间的摩擦特性, 探究了膜结构的变化对超薄膜的摩擦的影响. 结果显示. 在滑动过程中, 随着n的增加, 膜内分子的运动受到邻近分子的约束逐渐增加, 膜结构的稳定性也逐渐增加, 其剪切压逐渐减小, n=17时的剪切压最小. 在两单层膜之间无氢键形成; 而混合膜内的分子之间形成的氢键是单层膜结构稳定的主要因素, 其中n=16时形成的氢键最稳定, 但全部由相同C₁₇H₃₁COOH分子组成的单层膜的滑动效果最好. 分子的弯曲形变能对剪切压影响非常小.     

二氧化硅及其硅烷自组装膜微观摩擦力与粘着力的研究(Ⅱ)粘着力的实验与分析

使用原子力/摩擦力显微镜,在5%—99%相对湿度范围,研究了二氧化硅和二氧化硅基体上十八烷基三甲氧基硅烷自组装膜(简称OTE SAM/SiO₂)表面粘着力随湿度的变化规律.实验表明,二氧化硅表面的粘着力随湿度的增大先逐渐增大,然后急剧减小.相反,OTE SAM/SiO₂由于其良好的斥水性,表面的粘着力随湿度的增大基本不变.着重从基本界面力,即表面张力、范德瓦耳斯力和基本键合力的形成与变化,分析了二氧化硅表面粘着力随湿度的增大先增后减的原因,探讨了粘着力的产生机理 关键词： 固体表面的物理性能 分子膜 纳米摩擦学     

扫描探针显微镜应用于材料纳米摩擦学研究的若干技术问题

扫描探针显微镜已经成为材料纳米摩擦学研究的主要工具之一,本文探讨了扫描探针显微镜应用于材料纳米摩擦学研究的若干测试技术问题,并用摩擦力显微镜对DLC薄膜的纳米摩擦学行为进行了研究.     

二氧化硅及其硅烷自组装膜微观摩擦力与粘着力的研究(Ⅰ)摩擦力的实验与分析

使用原子力/摩擦力显微镜在5%—99%的相对湿度范围,研究了二氧化硅和二氧化硅基体上十八烷基三甲氧基硅烷自组装膜(简称OTE SAM/SiO₂)表面摩擦力和粘着力随湿度的变化规律.实验表明OTE SAM/SiO₂不仅能明显改善二氧化硅基体表面的摩擦性能,而且在200nN(接触区Hertz压力约为0.8GPa)的载荷条件下表现出良好的抗磨性能.由于强的亲水性,二氧化硅表面的摩擦力随湿度的增大先逐渐增大,然后急剧减小.相反,OTE SAM/SiO_{2关键词： 固体表面的物理性能 分子膜 纳米摩擦学}