一、纳米技术与薄膜润滑（论文文献综述）
董懿[1]（2021）在《石墨烯润滑油的制备及其抗磨减摩性能试验研究》文中指出近年来,抗磨减摩技术的飞速发展,传统润滑油开始在微尺度摩擦的情况下显示出它们的局限性,为了更好地深入研究摩擦界面的各种微观动态过程,建立了对于微观摩擦学现象的一种基本物理模型及其分析方法,纳米摩擦学应运而生。将纳米粒子添加到润滑油中成为当今改善润滑油抗磨减摩性能的重要手段,它可以通过微粒间的协同作用修复磨损表面,起到自润滑作用。论文中明确选用了石墨烯作为润滑油添加剂,对石墨烯润滑油的分散稳定性、摩擦磨损性能和抗磨减摩规律影响因素进行了研究,主要结论如下:（1）根据两种制备方法（物理液相剥离和化学氧化还原）得到的石墨烯薄片,进行了结构与无序性的对比分析,确保试验所用材料符合要求;借鉴大量纳米添加剂改性经验,利用油酸-硬脂酸混合对石墨烯进行表面改性处理,将其分散到基础润滑油里,得到石墨烯润滑油,通过自然沉降法和分光光度法两种方法测量吸收值,得到结果:随着沉降时间的延长,化学法石墨烯润滑油沉淀现象明显严重,而物理法石墨烯润滑油颜色基本稳定;在吸光度范围内（300-800nm）不同润滑油的曲线呈现出一致的变化趋势,即随着沉降时间的增加,吸光度逐渐下降。（2）本文采用四球摩擦磨损试验机设计了抗磨减摩试验,研究了两种不同制备工艺对石墨烯润滑油抗磨减摩性能的影响。结果表明:经过改性处理后的物理法石墨烯润滑油的抗磨减摩性能较佳,得到较低的摩擦系数,平均摩擦系数降低约26%;利用电子显微镜和能谱仪对磨损表面微观形貌和组成结构进行了表征分析,改性后物理法石墨烯分润滑油作用下的钢球表面磨斑直径比在纯基础油作用下的钢球表面磨斑直径下降了8.0%,且改性后的石墨烯颗粒可以稳定吸附在摩擦表面,提高了摩擦副表面的耐磨性。（3）以物理液相剥离法石墨烯润滑油为基础,配制出0.030wt%、0.035wt%、0.040wt%、0.050wt%的石墨烯润滑油,分别进行了常温、100℃、150℃、200℃温度下和392N、470N载荷下的摩擦测试进行数据处理和分析。对比得到浓度为0.035wt%的石墨烯润滑油的抗磨减摩效果较好,此浓度下磨擦系数降低了45.1%,磨斑直径降低了50.4%,对磨损后的试样表面进行观察,得到结果:当纳米粒子的质量比过高时,会造成团聚现象严重,团聚的石墨烯颗粒划伤钢球表面,从而导致摩擦系数的增大;温度越高,摩擦系数越大,磨斑直径越大,磨痕越宽,磨损表面有堆积的石墨烯团聚物;这是由于载荷增加,接触面应力增大,摩擦力增加,导致摩擦系数增大。
陈丹丹[2]（2021）在《离子束辅助沉积Ag-Ti-Cu/MoS2复合薄膜组织及性能研究》文中研究表明航天领域中许多关键摩擦副零部件长期工作于高真空、强辐照、原子氧腐蚀、热循环、微重力等恶劣环境下,同时,对减重又提出了非常苛刻的要求。利用先进薄膜制备技术,在上述摩擦副零部件表面制备高性能、强适应性、长寿命先进固体润滑膜无疑是解决上述棘手问题的最经济、最有效的方法。本文采用由高能离子束轰击源+磁控溅射源+低能离子束辅助源构成的离子束辅助沉积（Ion Beam Assisted Deposition,IBAD）系统制备了Ag/MoS2、Cu/MoS2、Ti/MoS2,以及Ag-Ti/MoS2系列MoS2基固体润滑复合薄膜。系统研究了Ag、Cu、Ti、Ag-Ti金属掺杂的作用机理及薄膜生长机制,丰富了MoS2基固体润滑薄膜研究体系。利用扫描电镜及三维光学轮廓仪观察分析了薄膜的表面形貌;利用扫描电镜、能谱仪、掠射角X射线衍射仪以及拉曼光谱仪分析了薄膜的显微组织结构;利用纳米压痕仪测试了薄膜的硬度及弹性模量;利用球-盘式摩擦磨损试验机测试了薄膜的摩擦磨损性能,利用扫描电镜以及白光干涉仪观察分析了磨痕形貌。对采用相同工艺参数,利用IBAD技术所制备的Ag/MoS2,Cu/MoS2和Ti/MoS2系列复合薄膜进行对比分析,发现金属与薄膜润湿性好,易按层状生长方式生长形成固溶体,表面粗糙度小;Ag、Cu与MoS2薄膜润湿性差,Ag好于Cu按先层状生长后岛状生长方式长大,Cu倾向于以岛状方式长大形成Cu-Cu富集区或包覆MoS2晶粒长大,表面粗糙度大。Ti掺杂增硬效果显着,Ag掺杂增韧效果显着,Cu掺杂表现出蠕变效应。薄膜/基材结合力测试分析结果表明,薄膜/基材强度顺序为Cu/MoS2>Ag/MoS2>Ti-Ag/MoS2>Ti/MoS2。摩擦性能Ti-Ag/MoS2>Ti-MoS2>Ag-MoS2>Cu/MoS2,摩擦系数范围0.04～0.12,在3 N-2000 r/min时均出现最小摩擦系数,在4 N-2000 r/min时比磨损率最低,耐磨损性优异。复合制备方法——高能离子束轰击源+磁控溅射源+低能离子束辅助沉积源技术及其所制备双元素共掺杂Ag-Ti/MoS2固体润滑薄膜具有较好的推广应用价值,该制备薄膜方法对于MoS2基多层梯度固体润滑涂层产品的开发具有现实的指导意义和长远的战略价值。
景鹏飞[3]（2021）在《TC4钛合金微动磨损损伤及DLC薄膜防护机理研究》文中研究指明TC4钛合金因其优异的性能被广泛应用于航空航天中。随着航空航天技术的快速发展,对航空航天设备及其零部件的抗微动磨损性能要求也越来越高。但钛合金对微动磨损极为敏感,极易造成机械构件失效与断裂。因此,迫切需要改善钛合金的微动摩擦磨损性能。在保持钛合金原有性能的基础上,表面改性技术和润滑技术是提高钛合金抗微动磨损性能的有效途径。为提高TC4钛合金基体的抗微动磨损性能,采用非平衡磁控溅射技术（Unbalanced Magnetron Sputtering）在TC4钛合金表面沉积了类金刚石（DLC）薄膜。本文结合航空航天与海洋工程领域钛合金材料的发展需求,从钛合金表面改性设计出发,针对干摩和润滑油等工作环境,分别研究其在干摩擦、基础油润滑、DLC固体薄膜润滑以及DLC与油构成固/液复合润滑等不同润滑条件下的微动摩擦学行为。采用激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜、微区XRD、XPS、EDS电子能谱、拉曼等表征与检测手段,对磨屑、磨痕表面及截面、对偶磨斑进行了检测分析,系统研究了 TC4和DLC的微动磨损规律及损伤机理,建立了相关模型,以期研究结果能够为钛合金表面减摩抗磨设计提供新的方法,为提升其微动磨损性能提供理论依据。论文主要工作和结论如下:（1）TC4干摩擦条件:不同载荷及位移幅值显着影响微动磨损运行的滑移状态。在较低法向载荷或较大位移幅值下,完全滑移（GSR）占主导地位。在较高法向载荷或较小位移幅值下,部分滑移（PSR）、混合滑移（MSR）占主导地位。部分滑移状态下,摩擦系数较小且稳定,磨损形式以氧化磨损、磨粒磨损和疲劳裂纹为主;混合滑移状态下,损伤形式主要为氧化磨损、粘着磨损、疲劳裂纹;完全滑移状态下,摩擦系数波动剧烈,磨损体积急剧增加,磨损形式变为氧化磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和粘着磨损。基于摩擦耗散能理论,分析得出在相同载荷时,微动磨损体积与累积摩擦耗散能呈线性关系。TC4钛合金能量磨损系数随着法向载荷的增加而减小。频率增加不仅加速磨屑排出进程,还促使微动磨损形式由磨粒磨损向粘着磨损转变。微动频率的变化影响TTS和氧化磨屑层发展及演变过程,进而会影响整个微动磨损历程。低频下,观察到磨痕截面有少量的氧化磨屑层与TTS结构组成。较高的频率下,摩擦氧化作用时间与摩擦氧化速率存在竞争关系。磨痕截面发生了变化,包括严重晶粒细化的氧化磨屑层和塑性变形的TTS结构。随循环次数的增加,摩擦耗散逐渐增加,微动磨损程度如材料摩擦氧化及摩擦转移行为越来越剧烈。（2）TC4油润滑条件:油润滑环境时所有载荷及位移幅值条件下TC4仍然表现出严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形,润滑效果不明显。因为油润滑很难完全防止TC4合金粘附,使之润滑效果不大。微动磨损过程中,基体的表面硬度及承载能力有限,不能有效减轻粘着磨损程度;随着摩擦磨损进行基体表面完整性丧失,粗糙度变大,润湿性降低,不利于弹性流体动压润滑油膜的形成,所以润滑效果不佳。（3）DLC干摩擦条件:载荷和位移幅值对DLC薄膜微动摩擦磨损行为和损伤机理有显着影响。当位移幅值为25μm时,微动运行于混合滑移（mixed slip regime,MSR）情形下,当位移幅值为100μm时,微动运行于完全滑移（gross slip regime,GSR）情形下。小位移幅值时,DLC薄膜磨损机理是磨粒磨损为主;大位移幅值时,DLC薄膜磨损机理是粘着磨损为主。干摩擦条件下,DLC薄膜有良好的抗微动磨损性能,关键就在于其优异力学性能和自润滑特性。与TC4基体相比,DLC薄膜微动磨损性能大大提高,磨损体积较小,磨损率较低。此外微动过程中频率及循环次数对DLC薄膜微动磨损也有显着影响,尤其频率加速DLC薄膜石墨化进程。（4）DLC油润滑条件:小载荷或大位移幅值下,此时DLC薄膜表面形成弹性流体动压润滑油膜,润滑形式为弹性流体动压润滑。大载荷或小位移幅值下,DLC薄膜表面无法形成弹性流体动压润滑油膜,润滑形式为边界润滑。此时DLC薄膜的固体润滑作用和液态油膜的边界润滑相结合,也能改善DLC薄膜微动摩擦学性能,这归因于协同润滑机制。（5）基于实验研究,本文建立了微动磨损的有限元模型。该模型基于摩擦耗散理论,通过有限元软件Abaqus和Fortran编写的Umeshmotion子程序交互,计算TC4钛合金的磨损量。有限元数值模拟计算中,使用微动磨损实验获得的能量磨损系数和动态摩擦系数,计算出TC4钛合金的磨损量。通过与实验结果进行对比,认为摩擦耗散能理论及有限元模型具有一定程度的可靠性,能为TC4钛合金的微动磨损预测提供可靠的结果。
宁可心[4]（2021）在《几种典型固体润滑材料摩擦转移膜结构演化规律研究》文中研究说明固体润滑指利用固体粉末、薄膜或整体材料来减少两个具有相对运动的表面之间摩擦磨损的方法。因其适用范围广,能够在许多液体润滑条件过于极端的情况下发挥润滑作用,因此以DLC、石墨、Mo S2为代表的固体润滑材料已得到了广泛的使用,但摩擦过程中转移膜的结构变化对摩擦的影响却仍然存在争议。为了研究转移膜与固体润滑材料的作用机制,本文选取了a-C:H薄膜、石墨及Mo S2-Ti复合薄膜三种典型的固体润滑材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）、拉曼光谱（Raman）、X射线衍射仪（XRD）等分析方法对材料的形貌、成分和结构进行表征,结合硬度测试评价薄膜机械性能,利用球-盘摩擦试验机进行摩擦试验,并使用非接触表面三维轮廓仪观察薄膜的磨损形貌。观察不同材料摩擦过程中转移膜的形成及结构演化对摩擦磨损的影响,主要研究结果如下:1.采用多靶中频磁控溅射方法制备a-C:H薄膜,并使用Al2O3球、Si3N4球为对偶在空气及干燥氮气气氛中进行摩擦试验。试验结果显示:对偶为Al2O3时,a-C:H薄膜在干燥氮气中摩擦具有比在空气中更低的摩擦系数和更长的磨损寿命,这是氮气气氛中Al2O3对偶球上形成的具有典型DLC特征的碳转移膜能稳定地存在与磨痕表面和转移膜表面结构均趋于“石墨化”共同作用的结果。对偶为Si3N4时,在空气中10N载荷下摩擦,Si3N4对偶球表面形成一层转移膜,其含量随时间的增加而增加,该转移膜在摩擦过程中可以保护摩擦界面,降低摩擦系数减小磨损。在氮气中摩擦,由于Si3N4对碳的粘附性较强,高载下较大的剪切力会快速将薄膜表面剥离,在摩擦界面间充当磨料,加剧摩擦磨损。但在低载荷下,由于剪切力较低,摩擦时悬键部分被钝化,在Si3N4对偶球表面形成转移膜降低磨损。Ni+离子注入的Si3N4对偶球,当辐照剂量较低时,摩擦磨损情况与未注入的相似。增加辐照剂量,对偶球表面的Ni+峰值浓度增加,降低了Si3N4对偶球对碳的粘附作用,减少了摩擦界面间a-C:H磨屑的产生,对转移膜的产生起到了促进作用,从而降低了磨损率。2.选取Al2O3对偶球分别与三种结晶性及有序化程度不同的石墨（非晶石墨、热解石墨和高定向石墨）摩擦,研究基底有序化对摩擦产生的影响。结果表明:与三种石墨材料摩擦后摩擦系数均增加,基底有序化程度越高的石墨保持低摩擦的时间越长。石墨的摩擦还受到自身机械性能的影响,硬度较低的高定向石墨在摩擦中产生的塑性变形最大,因此磨损率也最大。与原始石墨表面相比,所有磨痕及转移膜结构中缺陷的程度都更高。缺陷与在所有磨痕中发生的从二维原始石墨到3D晶格无序结构的转变有关。无序化是由层状石墨键断裂产生的石墨碎屑导致的。3.采用射频磁控溅射法制备了Mo S2-Ti复合薄膜并在真空中对其进行不同温度（200、300、400、500和600℃）下的热处理,在真空条件下与不同对偶球（Al2O3、Si3N4、Si C及GCr15）进行摩擦试验,研究摩擦后转移膜的形成对摩擦产生的影响。结果表明:500℃是Mo S2-Ti复合薄膜最佳重结晶温度,此时薄膜具有最高的结晶程度和最佳的机械性能。摩擦后转移膜更易在较软的GCr15对偶表面形成,但转移膜的存在并不能保证低磨损,要达到低磨损必须要保证对偶球的硬度高于薄膜本身硬度,避免磨粒磨损的发生。摩擦可以诱导非晶Mo S2-Ti复合薄膜发生有序化转变,且薄膜自身越有序形成的转移膜也越有序,摩擦系数也越低。推测影响薄膜磨损率起主导作用的是薄膜的机械性能,其次是薄膜的结晶性。
黄银[5]（2021）在《石墨烯基组装薄膜的制备及其摩擦学性能研究》文中研究表明石墨烯作为二维纳米材料的典型代表,具有独特的物理化学特性及优异的力学和摩擦学性能,有望作为纳米润滑材料,减小微电子机械系统（MEMS）接触表面的粘着、摩擦和磨损问题。本论文采用自组装技术在单晶硅基底表面制备了一系列石墨烯基多层薄膜和复合薄膜,研究了薄膜的摩擦学性能,探讨了薄膜的微观结构与其摩擦学行为的相关性规律。主要研究内容包括以下几个方面:（1）以富含含氧基团的氧化石墨烯（GO）和末端基团为氨基的二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷（TA）作为前驱体,通过自组装技术和热还原过程制备了GO-TA-rGO类三明治结构薄膜。与GO单层膜和GO-TA双层膜相比,类三明治结构薄膜具有较低的粘着力及优异的抗磨性能。这是因为薄膜中引入的TA分子为类三明治结构薄膜提供了牢固稳定的中间层,同时,内外两层GO薄膜的共同作用提高了三明治结构薄膜的力学及摩擦学性能。（2）以内含氨基的直链硅烷分子TA为过渡层,分别选取具有相同链长和分子骨架、不同末端基团的十二烷基三氯硅烷（DTS）和1H,1H,2H,2H-全氟十二烷基三氯硅烷（PFDTS）作为外表面,通过层层组装的方法制备了TA-GO-DTS和TA-GO-PFDTS薄膜,研究了薄膜的内在结构对其摩擦学行为的影响。结果显示,与TA-GO-DTS薄膜相比,具有良好疏水性的-CF3基团赋予了TA-GO-PFDTS薄膜表面较低的粘着力,而较大尺寸的-CF3基团和碳氟链的螺旋状结构影响了薄膜的致密性,从而降低了TA-GO-PFDTS薄膜的摩擦学性能。（3）以带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）和带负电的GO纳米片为组装前驱体,采用静电交替自组装的方法制备了（GO/PDDA）n多层薄膜,讨论了薄膜的层数对其摩擦学性能的影响。结果显示,（GO/PDDA）5薄膜表现出较好的抗磨减摩性能,这主要源于PDDA和GO的协同作用。GO纳米片具有较高的结构刚性及良好的润滑性能,PDDA提高了薄膜的承载性能,其还作为粘结剂连接多层GO薄膜,因此在多层PDDA和GO的作用下提高了薄膜的摩擦学性能。（4）以阴离子为PF6-的1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[HMIM][PF6]）离子液体和GO纳米片为前驱体,采用自组装方法制备了GO含量不同的GO/IL复合薄膜。考察了GO浓度对薄膜摩擦学性能的影响。结果显示,含有0.1 mg·m L-1 GO的复合薄膜具有良好的摩擦稳定性和优异的承载性能,这源于GO本身优异的摩擦学性能和复合薄膜良好的平整性。当GO含量过多时,GO纳米片出现严重的团聚现象,复合薄膜表面的平整性降低,从而降低其摩擦学性能。
孙朝杰[6]（2021）在《掺杂类金刚石薄膜在溶液作用下的摩擦学性能研究》文中研究说明机械系统发生摩擦和磨损是难以避免的。运动部件之间摩擦和磨损的降低对于减少能源消耗,提高设备的服役寿命有着重要的意义。通常情况下,摩擦系数的降低可通过固体润滑和液体润滑两种途径来实现。DLC薄膜是一种常见的固体润滑材料,但是因其内部较高的内应力和使役工况中难以更换的原因,极大地限制了DLC薄膜的应用。相比于固体润滑,液体润滑剂所受到的环境限制小,能够在宏观条件下实现较好的润滑效果,但是在一些极端的工况下液体润滑剂也会失效。固液复合润滑方式可结合固体润滑剂和液体润滑剂两者的优势,弥补单一润滑方式的局限性。本文通过等离子体强化化学气相沉积技术（PECVD）和磁控溅射技术制备了不同元素含量（3.5 at.%和10 at.%左右）,不同元素（F,N和Si）掺杂的DLC薄膜,分别在醇溶液和磷酸溶液的作用下实现了固液复合超滑。利用扫描电镜,拉曼光谱,X射线光电子能谱对薄膜的结构进行表征;通过UMT摩擦磨损试验机,光学显微镜和三维轮廓分析薄膜的摩擦学性能,主要研究结果如下:1.制备了元素含量相近（3.5 at.%,10 at.%）的掺杂DLC薄膜（F-DLC,Si-DLC,N-DLC）,探究了元素掺杂对DLC薄膜中键和方式和结构的影响。研究结果表明薄膜中掺杂元素含量处于3.5 at.%时,元素掺杂对薄膜影响较小;薄膜中元素含量处于10 at.%左右时,薄膜中碳的键和方式会受到掺杂的元素含量的影响较大,为探究DLC薄膜的微观结构提供了一种新途径,加深了我们对DLC薄膜键和方方式的认识。2.结合摩擦前后薄膜界面结合变化和摩擦化学反应,在常温下实现了含硅薄膜在乙二醇中固液复合超滑,揭示了超滑背后微观机理。结果表明元素含量处于10 at.%左右时,Si-DLC薄膜表面的摩擦化学产物大大降低了接触区域的剪切力,从而实现了超滑和最低磨损。对于进一步研究醇类润滑剂的固液复合超滑有着较为重大的意义。3.通过不同反应前驱体制备了元素含量相近（3.5 at.%）掺杂DLC薄膜,考察了磷酸作用下掺入元素对薄膜固液超滑性能的影响。发现适量的硅元素可促进磷酸与硅元素的摩擦化学反应,从而在极低硅含量下实现固液复合超滑。为酸基润滑剂在机械设备领域的润滑研究提供了理论支撑。
朱鹏[7]（2021）在《纳米尺度下铜锌合金摩擦和润滑行为研究》文中研究指明铜锌合金具有优异的耐磨性能,是制造微小精密仪器的重要材料。由于微精仪器的零件尺寸较小,吸附效应与界面效应成为影响微机械零件摩擦学性能的主导因素,这对机械零件耐磨性能提出了更高要求。因此,深入了解纳米尺度下铜锌合金摩擦和润滑行为,对优化微/纳器件的设计与制造,提高微/纳器件的可靠性与寿命具有重要意义。本文采用分子动力学模拟的方法,从分子与原子尺度分析铜锌合金与正十六烷烃润滑膜间的摩擦和润滑行为。系统研究铜锌合金中锌含量和摩擦速度对正十六烷烃分子的微观结构特征和流变特性的影响,具体内容如下。（1）对模拟软件及相关模块进行了简介,论述了分子动力学的基本理论和条件设置。建立了微纳观尺度下铜锌合金的润滑与摩擦模型,阐述了系统模型的几何优化、退火及润滑摩擦过程。（2）探究了薄膜润滑的微观特性。建立了厚度30（?）正十六烷烃的薄膜润滑模型。研究表明,滑动剪切过程中,润滑膜呈现多层层状结构,十六烷烃分子在近界面处产生了吸附,而在润滑膜内部仍保持部分流体流动的特性。基于铜锌合金中锌含量对正十六烷烃润滑膜的吸附能力的研究,发现Cu Zn30与润滑膜间的吸附能最大,致使Cu Zn30与润滑膜的界面滑移程度最小。此外,合金层的摩擦速度对润滑膜结构分层影响较小,但合金层与润滑膜间的界面滑移程度和摩擦系数随着摩擦速度增加而增大,而润滑膜的剪切粘度随摩擦速度增加而减小。（3）在润滑膜厚度减小的基础上,建立了厚度20（?）正十六烷烃的边界润滑模型。结果表明,边界润滑中润滑膜同样呈现多层层状结构,分层结构更加明显,此时十六烷烃分子在润滑膜中间区域不存在液体流动的特性。相比薄膜润滑,铜锌合金与润滑膜间的界面滑移程度和摩擦系数较高,剪切粘度较低;铜锌合金中锌含量对这些结果的影响降低;合金层的摩擦速度对润滑膜结构分层、剪切粘度、界面滑移和摩擦系数保持相同影响趋势。（4）研究了混合润滑微观特性。结果表明,润滑膜在合金界面处的类固体性更加明显,且铜锌合金与润滑膜之间不存在界面滑移现象,这是由于粗糙峰带动润滑膜分子一起移动。此外,由于滑动过程中粗糙峰相互接触,产生了不同与薄膜润滑与边界润滑的形貌破坏和接触应力。粗糙峰之间的接触应力随着润滑膜分子数量的增加而减小,揭示了由于正十六烷烃润滑膜的存在,粗糙峰界面形貌得到保护而不被破坏的机理。
齐顺顺[8]（2021）在《石墨烯/六方氮化硼复合体系协同润滑行为研究》文中指出移动机械设备由于摩擦磨损每年造成大量的能量耗散和材料损失导致全球巨大的经济和环境负担。开发先进的航空航天、汽车、军事和各种工业应用润滑系统已成为全球紧迫的任务。一般用润滑油来改善这种情况,但在边界润滑条件下润滑油承载能力和抗磨性能不足,基础润滑油添加剂是成为近几年快速发展的研究领域。类金刚石碳基（DLC）薄膜具有优异的力学和摩擦学性能,有望在各种工程领域中得到理想的应用。然而,DLC薄膜的摩檫学性能对环境和工况极为敏感,不能在广泛的工况条件下有效地保护需要润滑的材料或机械运动部件。所以,需要对DLC薄膜的表面进行改性,以满足相关摩檫学领域日益严格的要求。在液体油润滑和固体润滑领域引入复合材料添加剂将是一个不错的选择。本论文研究了三维（3D）石墨烯/六方氮化硼（h-BN）复合材料分别作为润滑油添加剂和固体润滑添加剂作用在钢基体以及DLC薄膜上的摩檫学性能。探讨了复合材料在不同润滑条件下的协同润滑机理,本研究的主要内容和结果如下:（1）将3D石墨烯和h-BN添加到分散剂（span-80）中,以不同的比例混合,通过观察选择出各自分散性能最好的比例。接着研究不同质量分数的3D石墨烯、h-BN和两者共混物作为润滑油添加剂的摩檫学性能。研究发现,当3D石墨烯和h-BN混合使用时,摩擦系数与钢球磨损率相比于单一添加剂都是最佳的。验证了3D石墨烯和h-BN具有明显的协同润滑作用。（2）将3D石墨烯和h-BN分别分散到乙醇中,超声混合均匀后制备3D石墨烯/h-BN复合纳米材料,对润滑添加剂在不同质量分数和不同载荷条件下的摩檫学性能进行了评价。结果表明,3D石墨烯/h-BN复合纳米材料的润滑性能优于单一添加剂,这主要是由于在钢球上形成了摩擦转移膜。转移膜的存在有效地防止了钢球与DLC薄膜表面的直接接触,提高了DLC薄膜在室温接触条件下的性能。（3）鉴于3D石墨烯/h-BN复合材料作为固体润滑剂的优异性能,研究了3D石墨烯/h-BN复合材料作用在钢/a-C:H薄膜下的摩檫学性能。结果表明在3D石墨烯和h-BN分别作为单组分润滑剂与a-C:H薄膜结合时,其润滑性能并非最佳,有的甚至起到了拮抗作用。当在3D石墨烯/h-BN复合材料作用下,摩擦系数和磨痕磨损率都明显降低,这主要归因于3D石墨烯/h-BN复合材料会引起摩擦化学反应,形成了润滑碳相,降低了接触区域的剪切强度。
张晋铭,潘伶,吕志田,陈有宏[9]（2020）在《纳米粗糙间隙中季戊四醇四酯的薄膜润滑行为》文中研究说明采用分子动力学模拟方法建立光滑和粗糙2种固体壁面结构,研究季戊四醇四酯润滑剂在不同压力、薄膜厚度下,在恒定剪切速度和温度下的薄膜润滑行为。分析壁面间润滑薄膜的密度分布,以及剪切过程中润滑剂的速度分布。输出固体壁面在x向和z向的力学响应,并计算摩擦因数。结果表明:表面纳米结构降低了润滑薄膜的厚度,减弱了润滑薄膜分层现象;当润滑薄膜厚度较大时,V形纳米沟槽有助于减小薄膜润滑系统的摩擦因数;润滑薄膜厚度较小时,V形纳米沟槽表面润滑状态容易从流体润滑转变到边界润滑状态,摩擦因数增大。
方清华[10]（2020）在《高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能》文中提出高分子摩擦材料因其质轻、高强度、耐温、耐腐蚀等优异性能,而广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防军工等诸多领域。目前,随着高分子摩擦材料应用领域的不断扩大,对高分子摩擦材料的品种和性能已提出了愈来愈高的要求。迄今为止,高分子摩擦材料一直是国内外十分重视的发展领域。摩擦是日常生活和工业中非常普遍的现象,它是在运动接触过程中,由在物体薄表面层上发生的过程所支配的。而摩擦学是研究相互作用表面相对运动的科学和技术,因此涵盖了摩擦,磨损和润滑,一个大的话题,对我们所有人都很重要。在本论文中,主要以实现高分子弹性体高效的润滑和低的摩擦磨损为目标,通过对高分子摩擦副材料的表面形貌的调控,润滑剂中高分子链的行为调查,以及对构建的整个摩擦体系的摩擦特性进行研究,得出了在该摩擦体系下摩擦系数降低的原因并推导出理论机理,可以为高分子材料在各领域中的应用提供非常有效的指导意见。这些结果将为聚合物材料在摩擦学领域的发展提供新的路线。本论文的主要研究内容和结论可分为以下几个方面:通过研究经典高分子共混薄膜,聚苯乙烯/聚甲基丙烯酸甲酯（PS/PMMA）体系薄膜形貌的形成过程,得到了不同尺度的特征耦合,包括作为主要结构的Voronoi微胞分裂和作为次级结构的微胞内非线性分布的分级形貌。通过原位监测发现存在流体扰动时,该形态由小于10微米的均匀沉积转变为尺度大于100微米的自组织微胞形态。阐明了自组织微胞图案形成的动力学机制,即流场引导相分离过程中时顺序生成沉淀物的选择性沉积,由相分离和流体对流的耦合导致分级形貌的形成。分级形态中微尺度或中尺度的单一调控可以通过调整相作用或相应的对流扰动来实现,并对不同共混比下,具有相应表面形貌的薄膜的摩擦学性能进行了表征。率先发现了聚乙烯醇（PVA）水溶液（人工泪液的主要成分,可用于缓解干眼症）对三嵌段共聚物SEBS弹性体的润滑效果只与其水解度有关,而与分子量等参数无关的现象。发现利用低水解度的聚乙烯醇溶液作为润滑剂时,其摩擦系数相比于高水解度时至少下降一个数量级。进一步研究发现这一优异的润滑性能,是由于部分水解的聚乙烯醇与SEBS接触时易于被迅速吸附,在表面形成丰富的水分子层,起到承载和降低摩擦的作用。特别研究了与苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物SEBS薄膜表面纳米架构相关的摩擦学行为。在该章节着重讨论了 SEBS表面形貌、SEBS薄膜的弹塑性转变对润滑性能的影响。我们发现在不锈钢球对SEBSs膜组成的摩擦体系中,去离子水润滑条件下,SEBS弹性体的硬度、模量等参数控制摩擦系数的变化。而在聚乙烯醇水溶液润滑条件下,摩擦系数的变化由基底微观表面形貌参数决定,即这种摩擦现象的发生是由微观纳米形貌主导的,与宏观表面粗糙度没有直接联系。SEBS试样的微观结构对摩擦性能起着决定性作用。两种润滑条件下摩擦性能的逆转主要是由于SEBS基体中软、硬段组成比的差异引起的微观相分离,它决定了 SEBS表面的物理化学性质分布和摩擦副材料的力学性能。
二、纳米技术与薄膜润滑（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、纳米技术与薄膜润滑（论文提纲范文）
（1）石墨烯润滑油的制备及其抗磨减摩性能试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 论文选题的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 纳米粒子的基本特性 |
| 1.2.2 纳米添加剂的研究现状 |
| 1.2.3 石墨烯作为润滑油添加剂的研究 |
| 1.3 论文的研究内容 |
| 2 纳米粒子作为润滑油添加剂的抗磨减摩理论 |
| 2.1 润滑的分类及润滑油的作用机理 |
| 2.1.1 润滑的分类 |
| 2.1.2 润滑的作用机理 |
| 2.2 纳米粒子的滑动摩擦机理 |
| 2.2.1 电子-声子耦合效应 |
| 2.2.2 折叠机制 |
| 2.2.3 消能机理 |
| 2.3 纳米粒子的润滑机理 |
| 2.3.1 成膜机理 |
| 2.3.2 自我修复机制 |
| 2.3.3 滚珠轴承机构 |
| 2.3.4 表面抛光机制 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 纳米粒子的表征及在润滑油中分散稳定性研究 |
| 3.1 纳米粒子的表征 |
| 3.1.1 试验设备 |
| 3.1.2 材料表征 |
| 3.2 石墨烯润滑油的制备 |
| 3.2.1 分散设备 |
| 3.2.2 分散方案 |
| 3.3 试验结果与分析 |
| 3.3.1 静止稳定性的研究 |
| 3.3.2 吸收值的测定与分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 石墨烯润滑油摩擦磨损性能的研究 |
| 4.1 试验设备及方法 |
| 4.1.1 摩擦磨损试验设备 |
| 4.1.2 试验方案设计 |
| 4.2 石墨烯润滑油抗磨减摩性能测试结果与分析 |
| 4.2.1 抗磨减摩性能测试与结果 |
| 4.2.2 磨损表面表征分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 石墨烯润滑油抗磨减摩性能规律研究 |
| 5.1 不同条件下石墨烯润滑油抗磨减摩性能测试结果 |
| 5.1.1 不同浓度下的性能测试与结果 |
| 5.1.2 不同温度下的性能测试与结果 |
| 5.1.3 不同载荷下的性能测试与结果 |
| 5.2 显微镜下对试样表面进行观察 |
| 5.2.1 不同浓度下的磨损表面表征分析 |
| 5.2.2 不同温度下的磨损表面表征分析 |
| 5.2.3 不同载荷下的磨损表面表征分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6.总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）离子束辅助沉积Ag-Ti-Cu/MoS2复合薄膜组织及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 二硫化钼固体润滑剂 |
| 1.2.1 MoS_2 的结构 |
| 1.2.2 MoS_2 的摩擦学应用 |
| 1.2.3 MoS_2 低摩擦磨损机理 |
| 1.3 掺杂元素与固体润滑剂的协同效应 |
| 1.4 研究思路、内容与意义 |
| 1.4.1 研究思路 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 1.4.3 研究意义 |
| 第2章 复合薄膜设计、制备及实验方法 |
| 2.1 MoS_2 复合薄膜设计 |
| 2.1.1 复合薄膜结构理论 |
| 2.1.2 掺杂元素的选择 |
| 2.1.3 基材的选择 |
| 2.2 复合薄膜制备技术介绍 |
| 2.2.1 磁控溅射技术 |
| 2.2.2 离子束辅助气相沉积技术 |
| 2.2.3 高能离子束轰击源+磁控溅射源+低能离子束辅助源制备技术 |
| 2.3 复合薄膜IBAD制备试验 |
| 2.3.1 试验步骤 |
| 2.3.2 工艺参数的选取 |
| 2.4 薄膜结构与性能表征 |
| 第3章 Ag-Ti-Cu/MoS_2薄膜组织与性能研究 |
| 3.1 Ag-Ti-Cu/MoS_2复合薄膜表面形貌分析 |
| 3.1.1 Ag/MoS_2薄膜表面形貌分析 |
| 3.1.2 Cu/MoS_2薄膜表面形貌分析 |
| 3.1.3 Ti/MoS_2薄膜表面形貌分析 |
| 3.2 Ag-Ti-Cu/MoS_2复合薄膜结构分析 |
| 3.2.1 Ag-Ti-Cu/MoS_2薄膜X射线衍射分析 |
| 3.2.2 Ag-Cu-Ti/MoS_2薄膜拉曼光谱分析 |
| 3.3 Ag-Cu-Ti/MoS_2薄膜力学及摩擦学性能分析 |
| 3.3.1 Ag-Cu-Ti/MoS_2薄膜纳米压痕分析 |
| 3.3.2 Ag-Ti-Cu/MoS_2薄膜结合力分析 |
| 3.3.3 Ag/MoS_2薄膜摩擦学性能分析 |
| 3.3.4 Cu/MoS_2薄膜摩擦学性能分析 |
| 3.3.5 Ti/MoS_2薄膜摩擦学性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Ti-Ag/MoS_2薄膜组织与性能研究 |
| 4.1 Ti-Ag/MoS_2薄膜组织结构分析 |
| 4.2 Ti-Ag/MoS_2复合薄膜结构分析 |
| 4.2.1 Ti-Ag/MoS_2薄膜X射线衍射分析 |
| 4.2.2 Ti-Ag/MoS_2薄膜拉曼光谱分析 |
| 4.3 Ti-Ag/MoS_2薄膜薄膜力学及摩擦学性能分析 |
| 4.3.1 Ti-Ag/MoS_2薄膜纳米压痕与结合力分析 |
| 4.3.2 Ti-Ag/MoS_2薄膜摩擦学性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（3）TC4钛合金微动磨损损伤及DLC薄膜防护机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文研究的背景及意义 |
| 1.2 微动摩擦学研究现状与理论 |
| 1.2.1 微动的概念及分类 |
| 1.2.2 微动的影响因素 |
| 1.2.3 微动损伤理论 |
| 1.2.4 微动损伤机理 |
| 1.3 钛合金干摩擦下微动磨损研究进展 |
| 1.4 表面技术在微动摩擦学中的应用 |
| 1.4.1 固体润滑材料 |
| 1.4.2 DLC薄膜在TC4钛合金表面抗微动磨损方面的应用 |
| 1.4.3 DLC薄膜摩擦润滑作用机理 |
| 1.4.4 油润滑减缓微动磨损的研究进展 |
| 1.5 微动磨损数值模拟研究现状 |
| 1.5.1 微动接触力学 |
| 1.5.2 微动磨损模型 |
| 1.6 论文主要研究内容 |
| 1.7 论文创新点与关键性问题 |
| 1.7.1 创新点 |
| 1.7.2 关键性问题 |
| 1.8 本章小结 |
| 第2章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 试验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 TC4力学性能 |
| 2.1.3 DLC碳基薄膜 |
| 2.1.4 DLC薄膜表征 |
| 2.2 微动磨损实验 |
| 2.3 微动摩擦磨损分析方法 |
| 2.3.1 摩擦分析 |
| 2.3.2 磨损分析 |
| 2.4 微动实验参数的选取 |
| 第3章 TC4合金微动磨损行为及损伤机理研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 法向载荷和位移幅值对TC4钛合金微动磨损行为的影响 |
| 3.2.1 F_t-D-N曲线和微动图分析 |
| 3.2.2 微动摩擦磨损特性分析 |
| 3.2.3 微动磨损形貌分析 |
| 3.2.4 材料的摩擦化学分析 |
| 3.2.5 微动磨损机理分析 |
| 3.3 频率对TC4钛合金微动磨损行为的影响 |
| 3.3.1 频率对摩擦行为和摩擦耗散能的影响 |
| 3.3.2 频率对磨损体积及磨损形貌的影响 |
| 3.3.3 频率对摩擦转变结构TTS的影响 |
| 3.4 循环次数对TC4钛合金微动摩擦磨损演化过程的影响 |
| 3.4.1 不同滑移状态摩擦系数随时间(循环次数)的变化曲线 |
| 3.4.2 不同滑移状态F_t-D曲线随时间(循环次数)的变化 |
| 3.4.3 不同滑移状态磨损体积、磨损率随时间(循环次数)的变化 |
| 3.4.4 不同滑移状态磨痕形貌及截面轮廓随时间的变化 |
| 3.5 润滑环境下TC4合金微动磨损行为的研究 |
| 3.5.1 载荷对TC4微动摩擦磨损行为的影响 |
| 3.5.2 位移幅值对TC4钛合金微动磨损行为的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 DLC薄膜微动磨损行为及损伤机理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 法向载荷和位移幅值对DLC薄膜微动磨损行为的影响 |
| 4.2.1 F_t-D-N曲线和微动图分析 |
| 4.2.2 微动摩擦磨损特性分析 |
| 4.2.3 微动磨损形貌分析 |
| 4.2.4 材料的摩擦化学分析 |
| 4.2.5 微动磨损机理分析 |
| 4.3 频率和循环次数对DLC薄膜微动磨损行为的影响 |
| 4.3.1 频率对DLC薄膜微动磨损行为的影响 |
| 4.3.2 循环次数对DLC薄膜微动摩擦磨损演化过程的影响 |
| 4.4 润滑环境下DLC薄膜微动磨损行为的研究 |
| 4.4.1 载荷对DLC薄膜微动磨损行为的影响 |
| 4.4.2 位移幅值对DLC薄膜微动磨损行为的影响 |
| 4.4.3 润滑膜的抗石墨化机制 |
| 4.4.4 润滑机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 TC4合金与DLC薄膜微动磨损行为对比研究 |
| 5.1 TC4合金与DLC薄膜微动磨损行为及损伤机理的对比研究 |
| 5.1.1 微动摩擦磨损特性分析 |
| 5.1.2 磨损表面形貌分析 |
| 5.1.3 材料摩擦化学分析 |
| 5.2 TC4钛合金在不同润滑方式下微动磨损行为的对比研究 |
| 5.2.1 微动摩擦磨损特性分析 |
| 5.2.2 磨损表面形貌分析 |
| 5.2.3 润滑机理 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 微动磨损过程的有限元分析 |
| 6.1 球/盘接触微动磨损有限元模型 |
| 6.1.1 球盘接触有限元模型 |
| 6.1.2 球盘接触应力分析 |
| 6.1.3 球盘Mises等效应力、剪应力、切应力分析 |
| 6.2 微动磨损过程数值模拟分析 |
| 6.2.1 微动磨损过程有限元数值模拟方法 |
| 6.2.2 微动参数对TC4钛合金微动磨损的影响 |
| 6.2.3 变摩擦系数TC4钛合金微动磨损的有限元分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（4）几种典型固体润滑材料摩擦转移膜结构演化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 摩擦与磨损 |
| 1.1.1 摩擦与磨损定义 |
| 1.1.2 摩擦磨损机制 |
| 1.2 润滑与润滑剂 |
| 1.3 固体润滑 |
| 1.3.1 固体润滑的定义 |
| 1.3.2 固体润滑剂的分类 |
| 1.3.3 固体润滑剂优缺点 |
| 1.3.3.1 固体润滑剂优点 |
| 1.3.3.2 固体润滑剂缺点 |
| 1.3.4 转移膜的形成及作用机理 |
| 1.4 DLC、石墨及MOS_2固体润滑机制及研究现状 |
| 1.4.1 DLC薄膜摩擦机理 |
| 1.4.1.1 转移膜理论 |
| 1.4.1.2 滑行界面石墨化理论 |
| 1.4.1.3 化学吸附钝化悬键理论 |
| 1.4.2 石墨摩擦机理 |
| 1.4.3 MoS_2基薄膜摩擦机理 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第2章 材料制备及表征 |
| 2.1 试验材料及设备 |
| 2.2 薄膜制备 |
| 2.2.1 a-C:H薄膜制备 |
| 2.2.2 MoS_2-Ti复合薄膜制备 |
| 2.3 薄膜结构与性能表征 |
| 2.3.1 薄膜表面形貌分析 |
| 2.3.2 薄膜结构及组分分析 |
| 2.3.3 薄膜力学性能与摩擦性能分析 |
| 2.4 SRIM模拟软件与辐照试验设备 |
| 第3章 a-C:H薄膜摩擦转移膜结构演化规律研究 |
| 3.1 试验部分 |
| 3.1.1 a-C:H薄膜的制备 |
| 3.1.2 a-C:H薄膜的结构与性能表征 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 a-C:H薄膜的成分、结构和力学性质 |
| 3.2.2 a-C:H薄膜与Al_2O_3球对摩时转移膜的形成 |
| 3.2.3 a-C:H薄膜与Si_3N_4球对摩时转移膜的形成 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 石墨类材料摩擦转移膜结构演化规律研究 |
| 4.1 试验部分 |
| 4.1.1 材料制备 |
| 4.1.2 材料结构表征 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 石墨结构表征 |
| 4.2.2 石墨摩擦转移膜结构对摩擦学性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 MoS_2-Ti薄膜摩擦转移膜结构演化规律研究 |
| 5.1 试验部分 |
| 5.1.1 MoS_2-Ti薄膜制备及退火试验 |
| 5.1.2 MoS_2-Ti薄膜退火前后结构及性能表征 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 不同温度退火前后MoS_2-Ti薄膜的成分、结构和力学性质 |
| 5.2.2 不同温度退火前后MoS_2-Ti薄膜的摩擦学试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（5）石墨烯基组装薄膜的制备及其摩擦学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 石墨烯及氧化石墨烯 |
| 1.2.1 石墨烯的结构和性质 |
| 1.2.2 氧化石墨烯的结构和性质 |
| 1.2.3 石墨烯及氧化石墨烯的应用 |
| 1.3 石墨烯基纳米复合薄膜的制备 |
| 1.3.1 真空抽滤法 |
| 1.3.2 喷射涂覆法 |
| 1.3.3 旋转涂覆法 |
| 1.3.4 化学气相沉积 |
| 1.3.5 电泳沉积 |
| 1.3.6 外延生长 |
| 1.3.7 自组装技术 |
| 1.4 石墨烯基复合润滑薄膜的摩擦学性能研究进展 |
| 1.4.1 石墨烯/有机物复合润滑薄膜 |
| 1.4.2 石墨烯/聚合物复合润滑薄膜 |
| 1.4.3 石墨烯/离子液体复合润滑薄膜 |
| 1.5 本论文的选题依据和研究内容 |
| 第2章 GO-TA-rGO类三明治结构薄膜的构筑及摩擦学性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料与仪器 |
| 2.2.2 薄膜的制备 |
| 2.2.3 薄膜的结构表征 |
| 2.2.4 摩擦学性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 结构与形貌 |
| 2.3.2 摩擦学性能 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 TA-GO-DTS和TA-GO-PFDTS多层薄膜的构筑及摩擦学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验材料与仪器 |
| 3.2.2 薄膜的制备 |
| 3.2.3 薄膜的结构表征 |
| 3.2.4 摩擦学性能测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 结构与形貌 |
| 3.3.2 摩擦学性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 GO/PDDA多层薄膜的构筑及摩擦学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验材料与仪器 |
| 4.2.2 薄膜的制备 |
| 4.2.3 薄膜的结构表征 |
| 4.2.4 摩擦学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 结构与形貌 |
| 4.3.2 摩擦学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 GO/IL复合薄膜的构筑及摩擦学性能 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验材料与仪器 |
| 5.2.2 薄膜的制备 |
| 5.2.3 薄膜的结构表征 |
| 5.2.4 摩擦学性能表征 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 结构与形貌 |
| 5.3.2 摩擦学性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（6）掺杂类金刚石薄膜在溶液作用下的摩擦学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 DLC薄膜简介 |
| 1.3 DLC薄膜的掺杂 |
| 1.3.1 金属元素的掺杂 |
| 1.3.2 非金属元素掺杂 |
| 1.4 液体超滑 |
| 1.5 固液复合超滑 |
| 1.6 研究内容及意义 |
| 第2章 掺杂金刚石薄膜制备及结构分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 不同元素掺杂的DLC薄膜的制备 |
| 2.2.2 不同元素掺杂的DLC薄膜的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 掺杂薄膜理化分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 醇作用下掺杂类金刚石薄膜摩擦学性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 样品表征 |
| 3.2.2 摩擦实验 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 磷酸作用下掺杂类金刚石薄膜摩擦学性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 样品表征 |
| 4.2.2 摩擦实验 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 掺杂薄膜在磷酸中摩擦学性能分析 |
| 4.3.2 磷酸作用下含硅薄膜固液复合超滑分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 撰写与发表的论文 |
（7）纳米尺度下铜锌合金摩擦和润滑行为研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 纳米尺度表面润滑摩擦的理论与研究进展 |
| 1.2.1 表面润滑摩擦的理论与研究方法 |
| 1.2.2 表面润滑摩擦的研究进展 |
| 1.3 分子动力学模拟研究进展 |
| 1.4 研究意义和主要研究内容 |
| 1.4.1 研究意义 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 2 Materials Studio软件与分子动力学理论 |
| 2.1 模拟软件Materials Studio |
| 2.2 分子动力学模拟的基本理论 |
| 2.2.1 模拟基本原理 |
| 2.2.2 力场选择 |
| 2.2.3 边界条件设置 |
| 2.3 润滑摩擦的分子动力学模拟 |
| 2.3.1 铜锌合金与十六烷烃润滑膜润滑摩擦模型 |
| 2.3.2 力场相关参数 |
| 2.3.3 铜锌合金与润滑膜的模拟过程 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 铜锌合金薄膜润滑模型的建立及其流变特性研究 |
| 3.1 薄膜模型与模拟过程 |
| 3.2 合金锌含量对薄膜润滑的影响研究 |
| 3.2.1 合金锌含量对润滑膜组成结构的影响 |
| 3.2.2 合金锌含量对润滑膜界面滑移的影响 |
| 3.2.3 合金锌含量对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 3.2.4 合金锌含量对润滑膜摩擦系数的影响 |
| 3.3 摩擦速度对薄膜润滑的影响研究 |
| 3.3.1 摩擦速度对润滑膜组成结构的影响 |
| 3.3.2 摩擦速度对润滑膜界面滑移的影响 |
| 3.3.3 摩擦速度对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 3.3.4 摩擦速度对润滑膜摩擦系数的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 铜锌合金边界润滑模型的建立及其流变特性研究 |
| 4.1 边界模型与模拟过程 |
| 4.2 合金锌含量对边界润滑的影响研究 |
| 4.2.1 合金锌含量对润滑膜组成结构的影响 |
| 4.2.2 合金锌含量对润滑膜界面滑移的影响 |
| 4.2.3 合金锌含量对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 4.2.4 合金锌含量对润滑膜摩擦系数的影响 |
| 4.3 摩擦速度对边界润滑的影响研究 |
| 4.3.1 摩擦速度对润滑膜组成结构的影响 |
| 4.3.2 摩擦速度对润滑膜界面滑移的影响 |
| 4.3.3 摩擦速度对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 4.3.4 摩擦速度对摩擦系数的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 铜锌合金混合润滑模型的建立及其流变特性研究 |
| 5.1 混合润滑模型与模拟过程 |
| 5.2 合金锌含量对混合润滑的影响研究 |
| 5.2.1 合金锌含量对润滑膜组成结构的影响 |
| 5.2.2 合金锌含量对润滑膜界面滑移的影响 |
| 5.2.3 合金锌含量对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 5.2.4 合金锌含量对润滑膜摩擦力的影响 |
| 5.3 摩擦速度对混合润滑的影响研究 |
| 5.3.1 摩擦速度对润滑膜组成结构的影响 |
| 5.3.2 摩擦速度对润滑膜界面滑移的影响 |
| 5.3.3 摩擦速度对润滑膜剪切粘度的影响 |
| 5.3.4 摩擦速度对润滑膜摩擦力的影响 |
| 5.4 十六烷烃分子数量对混合润滑的影响研究 |
| 5.4.1 分子数量对润滑膜组成结构的影响 |
| 5.4.2 分子数量对润滑膜摩擦力的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
（8）石墨烯/六方氮化硼复合体系协同润滑行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 润滑材料的发展 |
| 1.2.1 传统润滑添加剂 |
| 1.2.2 新型纳米材料润滑添加剂 |
| 1.3 类金刚石碳基薄膜DLC概述 |
| 1.3.1 DLC薄膜的定义和结构 |
| 1.3.2 DLC薄膜的制备 |
| 1.3.3 DLC薄膜的应用 |
| 1.4 本课题的研究意义及主要内容 |
| 2 分散在PAO4 基础油中的三维石墨烯和h-BN对钢-钢接触的协同润滑行为研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 摩擦性能测试 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 材料的制备与表征 |
| 2.3.2 材料的分散性稳定性 |
| 2.3.3 浓度对摩擦性能的影响 |
| 2.3.4 载荷对摩擦性能的影响 |
| 2.3.5 润滑机理分析 |
| 2.4 小结 |
| 3 三维石墨烯/h-BN复合材料协同降低钢-DLC薄膜接触的摩擦和磨损行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 材料准备 |
| 3.2.2 摩擦学性能测试 |
| 3.2.3 表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 材料的制备与表征 |
| 3.3.2 摩檫学性能 |
| 3.3.3 润滑机理分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 三维石墨烯/h-BN复合材料协同降低大气环境中a-C:H薄膜的摩擦磨损行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 材料的制备 |
| 4.2.2 表征方法 |
| 4.2.3 摩擦学性能测试 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 机械性能与表面修饰 |
| 4.3.2 摩擦学性能 |
| 4.3.3 润滑机理分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）纳米粗糙间隙中季戊四醇四酯的薄膜润滑行为（论文提纲范文）
| 1 分子动力学模拟 |
| 1.1 模型的建立 |
| 1.2 模拟方法 |
| 2 结果与讨论 |
| 2.1 驰豫过程 |
| 2.2 加压 |
| 2.3 剪切 |
| 2.4 摩擦特性及试验 |
| 3 结论 |
（10）高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 摩擦磨损机制 |
| 1.2.1 粘附:粘着键的形成和分解 |
| 1.2.2 外部因素对聚合物摩擦的影响 |
| 1.2.2.1 载荷的影响 |
| 1.2.2.2 滑动速度的影响 |
| 1.2.2.3 温度的影响 |
| 1.3 水基润滑机理 |
| 1.3.1 水在有限膜中的流动性 |
| 1.3.2 水溶液中的水化作用 |
| 1.4 粘附力的接触理论模型 |
| 1.4.1 Johnson-Kendall-Roberts (JKR)模型 |
| 1.4.2 Derjaguin-Muller-Toporov (DMT)模型 |
| 1.5 表面力的测量 |
| 1.5.1 表面力仪 |
| 1.5.2 原子力显微镜 |
| 1.5.3 接触粘附计 |
| 1.6 含高分子表面相互作用 |
| 1.7 本论文的选题意义和研究内容 |
| 第2章 对流驱动溶剂蒸发引起的聚合物共混膜的分级形态与摩擦性能 |
| 2.1 本章引论 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验样品制备 |
| 2.2.3 实验设备与表征方法 |
| 2.3 实验结果与讨论 |
| 2.3.1 分层形貌和自组织Voronoi结构 |
| 2.3.2 中尺度在形态和组成上的不均匀性 |
| 2.3.3 对流引导的沉积和侧向胞质转移 |
| 2.3.4 分级形貌的多维度调控 |
| 2.3.5 PS/PMMA共混体系摩擦性能测试 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 聚乙烯醇水解度对苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物润滑性能影响 |
| 3.1 本章引论 |
| 3.2 实验材料与方法 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 SEBS薄膜和聚乙烯醇水溶液的制备 |
| 3.2.3 PVA在水溶液中的链结构 |
| 3.2.4 流变学表征 |
| 3.2.5 摩擦性能的评估 |
| 3.2.6 接触角测角术 |
| 3.2.7 界面吸附黏附行为的测试 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 摩擦学系统中相关组成部件的形貌和结构 |
| 3.3.2 在摩擦学体系中实现优异的润滑表面 |
| 3.3.3 表面物理吸附有助于实现超低摩擦和磨损 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 纳米级架构决定苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯嵌段共聚物薄膜的摩擦行为 |
| 4.1 本章引论 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 聚合物SEBSs基底膜和聚乙烯醇水溶液的制备 |
| 4.2.3 原子力显微镜(AFM)和光学轮廓仪测试 |
| 4.2.4 聚合物SEBSs膜的硬度和模量 |
| 4.2.5 摩擦学性能的评估 |
| 4.2.6 液滴与SEBS膜表面接触的接触角分析 |
| 4.2.7 界面黏附测量 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 三嵌段共聚物SEBSs |
| 4.3.2 静态接触角测试 |
| 4.3.3 原子力显微镜对纳米级相分离结构的观测 |
| 4.3.4 嵌段共聚物SEBSs摩擦特性曲线研究 |
| 4.3.5 在宏观和微观尺度下SEBSs表面粗糙度 |
| 4.3.6 SEBSs表面吸附黏附 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要内容与结论 |
| 5.1.1 论文的主要内容 |
| 5.1.2 论文的主要结论 |
| 5.2 论文的主要贡献和亮点 |
| 5.3 未来工作的展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及在读期间发表的学术论文与其他研究成果 |
四、纳米技术与薄膜润滑（论文参考文献）
- [1]石墨烯润滑油的制备及其抗磨减摩性能试验研究[D]. 董懿. 中北大学, 2021
- [2]离子束辅助沉积Ag-Ti-Cu/MoS2复合薄膜组织及性能研究[D]. 陈丹丹. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]TC4钛合金微动磨损损伤及DLC薄膜防护机理研究[D]. 景鹏飞. 兰州理工大学, 2021(01)
- [4]几种典型固体润滑材料摩擦转移膜结构演化规律研究[D]. 宁可心. 兰州理工大学, 2021(01)
- [5]石墨烯基组装薄膜的制备及其摩擦学性能研究[D]. 黄银. 兰州理工大学, 2021(01)
- [6]掺杂类金刚石薄膜在溶液作用下的摩擦学性能研究[D]. 孙朝杰. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]纳米尺度下铜锌合金摩擦和润滑行为研究[D]. 朱鹏. 常州大学, 2021(01)
- [8]石墨烯/六方氮化硼复合体系协同润滑行为研究[D]. 齐顺顺. 兰州交通大学, 2021(02)
- [9]纳米粗糙间隙中季戊四醇四酯的薄膜润滑行为[J]. 张晋铭,潘伶,吕志田,陈有宏. 润滑与密封, 2020(11)
- [10]高分子弹性体的表面形貌及其摩擦性能[D]. 方清华. 中国科学技术大学, 2020(01)