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)     

塑料摩擦学简论

“摩擦学”是一门新兴的应用学科,迄今主要研究金属的摩擦。工程塑料的使用愈来愈广泛,对塑料的摩擦、磨损与润滑进行系统与深入的研究已经成为迫切的课题。作者在1987年提出建立“塑料摩擦学”并写成了《塑料摩擦学概论》(1987)一书,本文仅仅是对这一新领域的简单介绍。     

有机小分子染料和聚阳离子分子超薄膜的制备及其摩擦学性能研究

制备了以有机小分子染料酸性红 1 8为阴离子、以聚烯丙基氯化铵和聚乙烯亚胺为聚阳离子的分子沉积膜 ,用紫外可见分光光度计、接触角测定仪和椭圆偏振光测厚仪对所制备的超薄膜进行了表征 .用DF PM型动 静摩擦系数精密测定装置考察了超薄膜的摩擦学性能 ,采用扫描电子显微镜对薄膜的磨痕表面进行了观察 .结果表明 ,所制备的超薄复合沉积膜具有良好的减摩和耐磨性能     

稀土纳米薄膜摩擦学性能研究

用自组装方法可以在单晶硅表面获得稀土纳米薄膜，得到的薄膜通过XPS，偏振光椭圆率测量仪、角接触仪、AFM等手段表征。通过滑动摩擦实验，可以测试稀土薄膜的界面粘附力。通过DF-PM型复复摩擦磨损试验机，考察稀土纳米薄膜的摩擦磨损特性。实验结果表明，稀土纳米薄膜具有低摩擦系数和高抗磨损特性。稀土纳米薄膜具有纳米级尺度、强界面结合力和低表面能，使其成为MEMS装置固体润滑的理想选择。     

纳米润滑粒子的制备技术与应用现状

纳米粒子作为润滑油添加剂能够表现出极好的摩擦学性能，在润滑油中具有良好的分散稳定性和润滑性能，具有更低的摩擦系数，更好的抗磨性能，适合在高载荷、长时间工作状况下使用，在摩擦学领域起到重要作用。介绍了纳米润滑粒子的制备和应用现状，概括了纳米润滑粒子的摩擦学性能和机理，并提出了需要进一步研究的方向。     

钒和碳双注入钢的纳米结构、强化机制和抗磨损特性

研究了V C双重离子注入合成纳米结构、相变和抗磨损机制．研究表明，注入后可改变钢的成分，V与Fe原子比最高可达到28％；形成了纳米相弥散强化结构和无序相强化结构．从而提高了钢表面硬度，表面硬度可提高23％～146％；抗磨损也有着明显的提高，磨损阻抗为未注入钢的2．2～3．6倍．     

陶瓷粒子增强的锌铝基复合材料的摩擦学特性

以陶瓷颗粒碳化硅、氮化硅、三氧化二铝为增强体，锌铝合金ＺＡ－２７为基体，通过对陶瓷颗粒进行预处理、机械搅拌和合金化等技术，将陶瓷颗粒与熔融状态的锌铝合金复合成均匀的浆料，用挤压铸造法挤压成型，得到陶瓷颗粒锌铝合金复合材料铸件。在金属基体上，均匀分布着陶瓷颗粒。在有润滑和无润滑的情况下，复合材料的耐磨减摩性能均比ＺＡ－２７有较大幅度提高     

含氯硼酸酯聚合物制备及摩擦性能研究

介绍了含氯、硼等元素成分聚合物的合成方法.利用红外光谱定性分析了其结构;利用四球试验机测定含氯硼酸酯作为润滑剂的摩擦学性能;采用扫描电镜分析磨损表面形貌、EDAX能谱仪分析摩擦表面的组成.四球试验结果表明,含疏水基团链长长的硼酸酯的最大无卡咬负荷比疏水基团链长短的硼酸酯的高,1.0%水溶液的PB值为715N;而且减摩抗磨效果好,承载能力高,磨斑直径(D30196)为0.458mm.EDAX能谱仪分析表明,该产物的抗磨性能与摩擦表面中存在硼、氯活性元素有关.     

C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能分析

复合材料因性能独特而备受关注,但其自身结构复杂且受到诸多因素的影响,因而对其摩擦学性能的研究仍有待进一步加强。为了对比不同摩擦配副对C/SiC复合材料摩擦性能及储油性能的影响,以C/SiC复合材料为研究对象,运用销盘摩擦学试验方法,研究了C/SiC复合材料与45#钢以及C/SiC复合材料与ZrO₂材料摩擦配副的摩擦学性能,采用三维形貌仪等仪器对C/SiC复合材料摩擦后的表面进行表征分析,研究其摩擦后的表面质量及其储油性能。结果表明,C/SiC复合材料与45#钢磨损剧烈,摩擦后表面储油性能严重下降;其与ZrO₂对磨则摩擦系数较低,磨损量较小,摩擦后的表面仍保持了较好的承载性能及储油性能,是一种良好的摩擦配副。研究结果为拓展C/SiC复合材料的应用及揭示其摩擦学特性提供了有力支撑。     

中国摩擦学研究和应用的重要进展

机械是人类生产和生活的基本要素之一,机械工程在整个技术体系中占有基础和核心地位。摩擦学是机械工程的重要研究领域之一,是研究作相对运动的相互作用表面及其相关实践的科学与技术,它既是一门以研究自然界普遍存在的摩擦、磨损、润滑现象为主要内容的普适性很强的基础学科,又是一门以节约资源、能源,提高效益为重要目标的实用性很强的应用学科。