OTS/MPS复合自组装分子膜的摩擦特性分析

采用自组装技术制备了OT纠MPS和MPS／OTS复合自组装分子膜，在原子力／摩擦力显微镜上对薄膜的摩擦特性进行了测试．结果表明，OTS／MPS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷和滑动速度的增加而基本保持不变；MPS／OTS复合自组装分子膜的摩擦力随着载荷的增加而保持不变，随着滑动速度的增大而增大．OTS／MPS复合自组装分子膜既保持了一定的键合强度，又增加了自组装分子的流动性，使摩擦力显著降低。     

原子力显微镜针尖在试样表面滑动的力学模型

建立了原子力显微镜针尖在试样表面滑动的力学模型，并通过实验进行了验证。结果表明，粒子间距变大使摩擦力曲线的周期变大，振幅变小；作用势V0反映的是表面自由能的大小，V0增大，摩擦力曲线的振幅变大；阻尼反映的是速度对摩擦力的影响，阻尼变小，摩擦力曲线的振幅基本保持不变，曲线整体下移，但幅度较小。在一定范围内速度对摩擦力的影响不大。     

近固壁微米尺度空泡溃灭的数值研究

考虑空泡表面张力、液体黏性和气体可压缩性,采用VOF多相流模型对近固壁微米尺度空泡在静止流场溃灭过程进行了数值研究.获得了近固壁空泡溃灭过程的流场细节,分析了空泡与固壁的无量纲距离γ对空泡溃灭过程动力特性的影响,并揭示了不同γ条件下的固壁空蚀破坏机理.计算结果表明:随着γ的减小,泡心向固壁移动的趋势明显,射流形成前空泡上部高压区内压力减小,空泡溃灭时间延长,最大射流速度减小.模拟结果验证了空泡溃灭将产生冲击波和高速微射流,二者均会在固壁面产生脉冲压力,其是造成壁面损伤的两种主要原因.参数γ对固壁的空蚀破坏机理有重要影响.与微射流机制相比,以冲击波机制为主的空蚀破坏更显著.微射流冲击固壁的作用半径为10μm左右,将引起固壁"点"蚀坑的出现.当γ=2.0时,冲击波扫掠壁面的范围相对较广,有效作用半径约为1 mm,其导致固壁产生较大圆形蚀坑,且中心空蚀严重.     

反应离子刻蚀和自组装分子膜构建硅基底疏水与超疏水表面

采用反应离子刻蚀技术在Si(100)表面加工微米级圆柱阵列, 采用自组装技术分别制备了3种硅烷自组装分子膜. 结果表明, 采用反应离子刻蚀构建出的4种微米级圆柱阵列结构规整, 其直径为5 μm, 高度为10 μm, 间距为15~45 μm. 沉积自组装分子膜后, 试样表面的水接触角显著增大, 其中沉积1H,1H,2H,2H-全氟癸基三氯硅烷(FDTS)自组装分子膜接触角最大, 1H,1H,2H,2H-全氟辛烷基三氯硅烷(FOTS)次之, 三氯十八硅烷(OTS)最小. 测得的接触角大于150°时接近Cassie方程计算的接触角, 而小于150°时接近Wenzel方程计算的接触角. 改变圆柱阵列的间距和选择不同的自组装分子膜, 可以控制表面接触角的大小. 原子力显微镜(AFM)观测结果显示, 沉积自组装分子膜可以产生纳米级的团簇. 由微米级圆柱阵列和纳米级自组装分子膜构成的表面结构使Si试样表面接触角最大可达156.0°.     

电场对FOTS自组装分子膜/SiO_2界面作用特性的影响

为研究电场对自组装分子膜摩擦学特性的影响,采用分子动力学模拟软件Materials Studio5.0计算不同电场强度和作用方向下FOTS自组装分子膜与SiO2基底的界面结合能.结果表明:当电场强度小于3.0×108V/m时,施加正负方向电场,界面结合能均增大,而施加正电场的界面结合能增大较多,但在正负方向电场作用下界面结合能随着场强的增加变化幅度较小.对FOTS与SiO2基底相互作用能的分析得知,影响体系结合能的主要因素是两者之间的范德华力,其中色散力起主要作用.     

叶片泵定子表面添加剂吸附扩散处理研究

针对叶片泵在高速高压条件下易出现擦伤等失效,对叶片泵定子表面采用了添加剂吸附扩散处理的方法。研究结果表明,该方法可以大幅度提高叶片泵定子与叶片接触表面的抗擦能力,使叶片泵的高速高压性质明显改善。     

边界润滑条件下摩擦化学反应机理研究

对边界润滑条件下,摩擦化学反应中的应力效应和热效应进行了研究,研究结果表明,应力可激发摩擦化学反应,应力效应和热效应均可增强摩擦化学反应。摩擦化学反应中形成稳定化学反应膜时,试件的磨损量最低,摩擦系数是小,磨擦学系统的温度最低。     

不同载荷对45#钢表面自修复膜成膜影响

为制备在润滑油中具有良好分散性的自修复粉体和研究不同载荷对自修复膜成膜的影响,分析了钛酸酯偶联剂对蛇纹石粉体表面的修饰作用,探讨了不同载荷下添加剂对金属摩擦副的自修复作用,解析了试样表面形貌和试样表面化学成分.结果表明:经钛酸酯偶联剂修饰的粉体在润滑油中具有较好的分散性;在润滑油中加入蛇纹石粉体和分散剂可显著增加耐磨减摩性能.当载荷为300 N,含有添加剂的润滑油润滑条件下,摩擦副的摩擦系数较纯基础油低,添加剂起减摩作用;当载荷为600 N和900 N时,蛇纹石粉体在表面形成相对完整、光滑的自修复膜层,避免了金属表面的直接接触,从而起到降低磨损的作用;当载荷为900 N时,表面自修复膜层在摩擦机械力和热的作用下,发生化学脱水反应,自修复膜层表面有较多的微小孔洞.     

硬盘润滑剂性能及其对磁记录系统动力学特性的影响研究进展

就磁记录硬盘润滑剂的种类、分子结构及其物理化学性质进行了总结，阐述了磁盘表面润滑剂的设计准则、键合机理、分散特性、降解机理、摩擦磨损特性及添加剂的作用，同时分析了润滑剂对磁记录硬盘动力学特性的影响，并就硬盘润滑技术的研究和发展方向提出了建议。