微米級(jí)超潤(rùn)滑石墨接觸面的表征與分析

編號(hào)：CPJS06082

篇名：微米級(jí)超潤(rùn)滑石墨接觸面的表征與分析

作者：史云勝 劉秉琦 楊興 董華來(lái)

關(guān)鍵詞： 超潤(rùn)滑 石墨 微米級(jí) 表征

機(jī)構(gòu)： 軍械工程學(xué)院電子與光學(xué)工程系 清華大學(xué)精密儀器系 清華大學(xué) 清華大學(xué)

摘要： 超潤(rùn)滑可能是解決摩擦磨損問(wèn)題的理想方案.目前已經(jīng)能夠在大氣環(huán)境下實(shí)現(xiàn)基于石墨的微米尺度超潤(rùn)滑,但石墨接觸面在超潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的影響還需要深入研究.為此,本文用電子束曝光及反應(yīng)離子刻蝕方法在高定向熱解石墨上加工出微米尺度的氧化硅/石墨方臺(tái)結(jié)構(gòu),并用鎢針尖推開(kāi)方臺(tái)的上部獲得超潤(rùn)滑的石墨接觸面.然后用原子力顯微鏡對(duì)多個(gè)石墨接觸面進(jìn)行了形貌表征,并使用能譜儀及X射線光電子能譜對(duì)石墨接觸面的邊緣進(jìn)行測(cè)試.研究發(fā)現(xiàn),高定向熱解石墨的多晶結(jié)構(gòu)在接觸面的形成過(guò)程中有重要影響,能夠決定接觸面的質(zhì)量進(jìn)而決定超潤(rùn)滑能否實(shí)現(xiàn).石墨接觸面的邊緣存在大量加工中引入的化學(xué)鍵及在大氣中吸附的物理鍵,這些鍵是推開(kāi)石墨方臺(tái)形成接觸面時(shí)阻力的來(lái)源,并在接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)表現(xiàn)為摩擦力.本文通過(guò)對(duì)具有微米尺寸的超潤(rùn)滑石墨接觸面進(jìn)行研究,明確了接觸面內(nèi)部及邊緣影響超潤(rùn)滑實(shí)現(xiàn)的規(guī)律,對(duì)大面積超潤(rùn)滑的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用能夠提供有益的幫助.