編號：CPJS06082
篇名：微米級超潤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
關(guān)鍵詞： 超潤滑 石墨 微米級 表征
機構(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： 超潤滑可能是解決摩擦磨損問題的理想方案.目前已經(jīng)能夠在大氣環(huán)境下實現(xiàn)基于石墨的微米尺度超潤滑,但石墨接觸面在超潤滑實現(xiàn)過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/石墨方臺結(jié)構(gòu),并用鎢針尖推開方臺的上部獲得超潤滑的石墨接觸面.然后用原子力顯微鏡對多個石墨接觸面進行了形貌表征,并使用能譜儀及X射線光電子能譜對石墨接觸面的邊緣進行測試.研究發(fā)現(xiàn),高定向熱解石墨的多晶結(jié)構(gòu)在接觸面的形成過程中有重要影響,能夠決定接觸面的質(zhì)量進而決定超潤滑能否實現(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,這些鍵是推開石墨方臺形成接觸面時阻力的來源,并在接觸面發(fā)生相對滑動時表現(xiàn)為摩擦力.本文通過對具有微米尺寸的超潤滑石墨接觸面進行研究,明確了接觸面內(nèi)部及邊緣影響超潤滑實現(xiàn)的規(guī)律,對大面積超潤滑的實現(xiàn)及應(yīng)用能夠提供有益的幫助.
