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《自組裝分子膜的制備及其摩擦學(xué)特性研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、大連海事大學(xué)碩士學(xué)位論文自組裝分子膜的制備及其摩擦學(xué)特性研究姓名：李亞斌申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：載運(yùn)工具運(yùn)用工程指導(dǎo)教師：張會臣2003.3.1摘要隨著納米科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是微電子機(jī)械系統(tǒng)和高速磁記錄技術(shù)的迅速發(fā)展，迫切需要解決納米級的潤滑和零磨損問題，自組裝分子膜(SAMs)技術(shù)是解決這一問題的有效途徑。本文對SAMs的制備和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究，并且建立了原子力顯微鏡(AFM)針尖在試樣表面滑動的力學(xué)模型一f得出主要結(jié)論如下：1、使用AFM觀察了不同反應(yīng)時間下3．氨基丙基三甲氧基硅烷(AeS)在Si／Si02表面形成的SAMs形
2、貌，對APS膜的形成機(jī)理及形貌特征進(jìn)行了分析，研究表明：APS膜的形成可分為兩個階段：“島”式結(jié)構(gòu)數(shù)量增多和“島”式結(jié)構(gòu)長大階段。2、使用多功能微摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)(UMT)分析了在恒定載荷下OTS膜、APS膜摩擦系數(shù)隨滑動速度的變化規(guī)律和在恒定速度下OTS膜、APS膜摩擦系數(shù)隨載荷的變化規(guī)律-研究表明：OTS膜的摩擦系數(shù)隨滑動速度的增加而增大，而APS膜的摩擦系數(shù)隨滑動速度的增加而減小。OTS膜、APS膜摩擦系數(shù)都是隨載荷的增大而減小。分子鏈長的不同是造成OTS膜、APS膜摩擦學(xué)性能差異的主要原因。3、在不同滑動速度和不同載荷條件下，采用不同
3、摩擦副分析了界面接觸特性對SAMs摩擦特性的影響，結(jié)果表明：鎳無論是與OTS和APS間的摩擦系數(shù)都大于銅與兩種SAMs的摩擦系數(shù)，銅和鎳與OTS間的摩擦系數(shù)隨滑動速度的增大而增大，隨載荷的增加而減?。恒~與APS間的摩擦系數(shù)隨滑動速度的增大而減小，而載荷的影響則很??；而鎳與APS間的摩擦系數(shù)隨滑動速度的增大而增大，隨載荷的增大而減小。4、建立了AFM針尖在試樣表面滑動的力學(xué)模型，并通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，微凸體間距變大使摩擦力曲線的周期變大，振幅變??；作用勢Vo反映的是表面自由能的大小，vo增大，摩擦力曲線的振幅變大；阻尼反映的是速度對
4、摩擦力的影響，阻尼變小，摩擦力曲線的振幅基本保持不變，曲線整體下移，但幅度較小。在一定范圍內(nèi)速度對摩擦力的影響不大。／I／關(guān)鍵詞：自組裝分子膜，潤滑，原子力顯微鏡，摩擦，力學(xué)模型AbstractThelubricationinnano-scaleinthetechniquesofmicroelectromechanicalsvstemandhj曲。speedmagneticrecordingsystemisimperativelytobesolvedwiththerapiddevelopmentofnano-scienceandtechno
5、logy．Thetechnologyofself-assembledmonolayers(SAMs)isoneofeffectivetechniquesinnano—scalelubrication．ThepreparationandtribologicalcharacteristicsofSAMswerestudiedinthispaper．Themechanicalmodelforatomicforcemicroscopy(AFM)tipslidingonthesurfaceofsamplewasalsosetup．Themaincon
6、clusionswerereachedasfollow：1．3-Amino·Propylttimethoxysilane(APS)SAMswerepreparedonthesubstrateofSi／Si02．WithobservingthetopographyunderdifferentreactiontimebyAFM，TheformationmechanismofaminosilaneSAMswasconcluded．Experimentalresultsindicatedthattherealetwostagesintheproce
7、ssofformationofSAMs．Atfirststage，thequantityof“island'’increasedwithreactiontime．Atsecondstage，the“islands’’grewupwithreactiontime．2．TherelationshipoffrictionalcoefficientsofOTSandAPSandslidingvelocitywasanalyzedunderconstantloadbyUniversalmicro-tfibometer(UMT)．Andtherelat
8、ionshipoffrictionalcoefficientsandloadwasalsoanalyzedunderconstantvelocitybyUMT．Experimen
