特邀报告碳基纳米结构诱导摩擦接触机理的透射电镜原位研究
编号：447
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更新：2024-04-24 12:57:50
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摘要
为响应国为实现纳米结构碳膜的摩擦性能调控，原子尺度下黏着、滑动摩擦起源一直是研究的热点和难点。在一维纳米压入研究中，通过透射电镜原位纳米压痕实验观察到了出现位移突跳以及外载荷从拉伸变为压入时所产生的再压入现象，碳膜能够显著降低黏着所导致的纳米响应。在二维纳米摩擦研究中，在高分辨透射电子显微镜下用原位摩擦测试装置对纳米结构碳膜的黏着摩擦特性进行测试，通过分析原位过程中的接触面积及界面剪切强度揭示黏着摩擦中黏着和滑动的起源，阐明造成黏着和滑动的原因就是剪切强度和塑性变形形式。实时观察单晶、非晶以及石墨烯纳晶碳膜诱导摩擦界面纳米结构的演化规律，直接证明了纳晶碳对小尺度转移膜形成的促进作用。纳晶碳能够在金刚石针尖上形成转移膜，降低黏滑摩擦波动，使滑动过程稳定。而单晶硅和非晶碳很难形成转移膜，因为单晶硅没有达到位错成核的临界剪切强度，非晶碳由于表面悬浮键钝化，需要更大的应力和更长的距离来形成转移膜。通过上述研究，从纳米结构作用下的摩擦界面演化出发，阐明界面纳米结构对摩擦特性的调控机理，对于深刻理解和认识纳米尺度接触、黏附、摩擦之间的相互作用机理具有科学意义。
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