第十四届全国表面工程大会

291 / 2022-09-28 13:19:53

工程粗糙表面范德华异质结原位形成实现宏观超滑

宏观超滑,异质结,石墨烯/二硫化钼,摩擦限域

润滑材料由于基底表面粗糙化和机械化学修饰引起的宏观超滑失效使它们在实际摩擦应用中面临极大挑战。通过摩擦诱导粗糙表面石墨烯/过渡金属二硫化物（TMDC）异质结原位形成，发展了一种真空环境中稳健宏观超滑实现的简单方法。引入TMDC层状材料到碳膜摩擦界面，将碳膜磨损产物（a-CWPs）裹入二维材料层间，形成TMDC/ a-CWPs/TMDC三明治夹层结构；利用剪切诱导二维限域和载荷驱动石墨化协同作用，三明治结构在磨合阶段很容易转变为石墨烯/TMDC异质结构。最终，这些异质结组装成为多点片状接触摩擦膜，减小界面面积，消除交叉界面强碳-碳作用，抛光无定形碳膜粗糙表面，实现宏观超滑。原子模拟揭露磨合阶段石墨烯/TMDC异质结的优先形成，证明了TMDCs在石墨烯上的超滑滑动。对于稳态超滑实现具有非常重要的意义，为其它范德华异质结合成提供了很好的策略。