特邀报告基于微观尺度能量耗散的摩擦起源研究
编号：436
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更新：2024-04-24 12:57:36
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摘要
摩擦表界面理论研究的不断深入带来研究尺度的不断升级，PT模型的提出将这一尺度由宏观导向微观，该理论从能量耗散的角度解释微观摩擦，认为摩擦来源于表界面滑动克服原子晶格构成的周期性势场所耗散的能量。该模型存在局限性，其中“周期性势场”仅简单归类为正、余弦势能函数的简单假设，其他界面能量耗散形式如声子耗散和电子耗散，以及表面微观结构对摩擦的起源的影响均未考虑，导致其无法对微纳摩擦界面的特性进行定量研究。为解决摩擦表界面理论领域定量研究的缺乏问题，本工作从电声耗散和结构耗散的微观尺度能量角度开展了摩擦起源研究，成果如下：（1）通过对界面电子通过隧穿效应诱导“周期性势场”非平衡电磁场波动的摩擦能量耗散机理的揭示，成功解释了摩擦界面间电、声子能量耗散三类通道：辐射复合、扩散和电声耦合；（2）首次将能级理论运用至摩擦电子耗散研究中，阐明了缺陷显著增大摩擦能量耗散的新机制，即构建电子耗散通道、增强表面电势起伏以及加速电子空穴对（激子）复合；（3）将摩擦能量耗散超快耗散的过程进行了可视化，发现缺陷通过提供反冲动量、开辟电声耦合耗散新通道，导致摩擦增大约2.4倍，构建了基于缺陷和电声耦合耗散的摩擦定量模型。上述工作从能量耗散以及定量分析的角度丰富了摩擦起源机理，有力地补充了微纳尺度摩擦表界面能量耗散理论模型，为从源头上抑制摩擦提供了定量分析方法与量化模型支撑。
关键词
摩擦表界面,能量耗散,电声耗散,结构耗散,缺陷
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