口头报告圆形表面织构对氢化非晶碳薄膜摩擦性能的影响及其与织构形状的关系
编号：8
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更新：2024-04-24 22:59:37
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摘要
对非晶碳(a-C)表面进行氢化处理，可获得超低摩擦。然而，表面氢化对织构化a-C表面抗摩擦性能的影响，特别是其对不同织构形状的依赖性尚缺乏研究。而且，由于实验中原位表征的限制，复杂摩擦界面的信息仍然不清楚。本文采用反应分子动力学模拟方法研究了圆形织构a-C膜的摩擦行为，重点研究了其与织构a-C表面氢化程度的关系，并比较研究了织构形状对a-C膜摩擦行为的影响。结果表明：织构表面的引入有效降低了氢化a-C薄膜的摩擦系数，且减摩效率与表面氢含量密切相关。a-C织构表面H含量较低时，配对的a-C表面之间存在大量悬空键，导致交联严重，织构结构崩溃，杂化结构转变明显，包括sp3到sp2和sp3到sp。当表面H含量为31.0%时，摩擦系数降低了97.5%，主要作用机理是H原子在a-C表面的钝化作用，抑制了不稳定悬空键的生成和交联。此外，H原子在摩擦过程中的迁移提供了强大的排斥力，显著降低了界面的剪切强度和摩擦系数。特别地，进一步的研究表明，a-C表面的织构形状对摩擦行为的影响也与表面H含量有关。随着H含量的增加，具有低摩擦性能的a-C表面织构形状由矩形变为圆形织构形状，相应的低摩擦机理也由摩擦界面钝化转变为H诱导的排斥作用。相关结果为开发高效的a-C减摩系统提供了有效的途径。
关键词
氢化非晶碳；表面织构化；摩擦机理；分子动力学；织构形状
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