沉积时间对MPTS自组装膜摩擦学性质的影响

利用分子自组装技术在羟基化后的单晶硅硅片表面制备(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷(MPTS)自组装膜,用X射线光电子能谱仪(XPS)对薄膜的表面结构进行表征,用JGW-360a型接触角测量仪测量硅片表面的接触角,用UMT-200型微观摩擦磨损实验机测量硅片的摩擦因数,探讨沉积时间对自组装膜的摩擦学性能的影响。结果表明:MPTS自组装膜具有亲水疏水性能,其对水的接触角超过60°;硅片表面沉积MPTS可以大幅度降低硅片的摩擦因数,使硅基片表面的摩擦因数由无膜时的0.6降至0.25左右,且具有很好的耐磨性;沉积时间对硅表面自组装膜的摩擦学性能影响较大,在本实验条件下,0.5 h沉积时间所制备的MPTS-SAM硅片的耐磨性最佳,1 h沉积时间制得的硅片表面最为光滑。     

3-巯基丙基三乙氧基硅烷自组装膜摩擦学性质研究

利用自组装技术将3-巯基丙基三乙氧基硅烷薄膜沉积在单面抛光的单晶硅基片上.用X射线光电子能谱仪测量薄膜的化学成分;用原子力显微镜(AFM)观察薄膜表面形貌;用接触角测量仪测量薄膜的接触角;在摩擦试验机上考察薄膜的摩擦学性能与接触角之间的关系.结果表明:薄膜的接触角随着组装时间的增加先增加后减小然后再增加,表明MM分子在单晶硅基片上的自组装是逐层进行的,当MM完成一层组装时,其薄膜表面自由能较低,所表现出的接触角较大;薄膜的摩擦磨损性能与接触角成对应关系,接触角增大,摩擦因数减小,抗磨损能力提高.     

La纳米自组装膜的制备及摩擦学性能研究

采用乙二胺四乙酸(EDTA)分子自组装技术在硅基材料表面制备了稀土La复合纳米膜,利用浓缩体系全功能稳定性分析仪研究了自组装改性剂制备温度对氢氧化镧胶粒稳定性的影响,通过X-射线荧光光谱仪(XRF)研究了自组装改性剂溶液pH值对复合纳米膜中引入La量的影响,利用AFM研究了EDTA/La摩尔比及组装时间对复合纳米膜形貌的影响,利用AFM研究了在硅基材料表面自组装复合稀土纳米润滑膜前后的摩擦磨损性能.结果表明,在玻璃基片表面成功地组装上了稀土La纳米薄膜;相对于原构件,La纳米膜表面粘附力较小,摩擦因数亦较低,呈现出良好的润滑效果;其摩擦稳定性和耐磨性都有很大程度上的提高.     

氨基表面组装薄膜的构筑及其微观摩擦学特性

以二乙烯三胺基丙基三甲氧基硅烷(TA)作为分子底层,采用两步组装的方法在单晶硅基底表面制备一系列相同结构不同分子链长的自组装双层薄膜。利用椭圆偏光测厚仪、接触角测定仪、原子力显微镜(AFM)等对薄膜的形成及微观摩擦力进行表征。研究结果表明,低表面能的疏水性末端基团有利于降低薄膜的摩擦力和摩擦因数;组装分子碳链长度的增加有助于形成有序性强和致密度高的组装薄膜,从而减小薄膜表面的摩擦力和摩擦因数。     

氨基表面自组装膜成膜及摩擦性能研究

运用原子力显微镜与接触角测量仪研究了3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)自组装膜不同成膜时间的表面形貌平均粗糙度、接触角,并进行了XPS(X射线光电子能谱)元素分析,表明APTES自组装膜以“岛”状生长,随着反应的时间的延长,岛的数量急剧增加,形成平整光滑的膜,进一步延长成膜时间,可能形成多层膜,从而平均粗糙度先增大再减小然后再增大,表面性质一直变化不大。微摩擦磨损实验研究表明,APTES自组装膜大大降低镀Cr钢球与硅片之间的摩擦因数,摩擦因数从0.71左右降低到0.16左右,在分子级润滑中有广阔的应用前景。     

磁头表面含氟硅烷自组装膜的制备和摩擦学性能

利用分子自组装技术,在磁头表面制备1H,1H,2H,2H-全氟葵烷基三乙氧基硅烷(FTE)自组装膜。应用时间飞行二次离子质谱仪(TOF-SIMS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测量仪对FTE自组装膜进行表征。通过O lympus磁头磁盘界面可靠性测试系统对FTE自组装膜的摩擦学性能进行研究。实验结果表明磁头表面可制备膜厚1.2 nm、接触角值110.6°、表面粗糙度0.198 nm的FTE单层自组装膜。FTE单层自组装膜能够降低磁头起停过程的粘着力、增强磁头的摩擦性能,具有良好的耐磨性能。     

硬脂酸改性CuO-TiO2薄膜的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶技术在钢基底上制备CuO-TiO2薄膜,再用自组装技术在薄膜表面沉积硬脂酸分子获得有机-无机复合薄膜。利用接触角测量仪和X射线粉末衍射仪研究薄膜的润湿性和晶体结构,用球盘型微纳摩擦磨损试验机研究薄膜在干摩擦条件下与轴承钢球往复滑动的摩擦学性能。结果发现,CuO-TiO2薄膜经硬脂酸改性后得到的双层薄膜呈现高疏水状态,对水接触角达135°,具有优异的摩擦学性能,这主要是由于双层薄膜可充分利用CuO-TiO2薄膜自身的耐磨特性与脂肪酸薄膜的减摩特性以及两者之间可能存在的协同作用。     

聚酰亚胺复合材料与不同金属间干滑动时的摩擦学性能

采用MPX-2000型摩擦磨损试验机研究了聚四氟乙烯和二硫化钼填充聚酰亚胺复合材料在干滑动摩擦条件下与45钢、镍铬合金、铜和铝对磨时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜和光学显微镜分析了复合材料及对偶件的磨损表面形貌。结果表明:复合材料与铝对磨时的摩擦因数和磨损率最低,分别约为与钢摩擦时的43%和49%;摩擦后铝表面形成均匀连续的转移膜,45钢、镍铬合金和铜的表面没有形成有效转移膜,因此复合材料的摩擦因数较大;复合材料与不同金属材料摩擦时的磨损机理主要是粘着磨损与疲劳磨损。     

硅烷化单晶硅表面自组装ZrO2薄膜及其摩擦学性能研究

利用自组装成膜技术在磺酸化的MPTS自组装单层薄膜表面制备了ZrO2薄膜，应用接触角测定仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、原子力显微镜(AFM)分析了薄膜的组成和结构。结果表明：该ZrO2薄膜比较致密、无裂缝，呈“准二维”特征，且与基底的牢固性好。摩擦磨损试验表明：ZrO2薄膜经500℃烧结处理后适于在低负荷、低滑动速度下作为减摩、抗磨保护性涂层。     

非平衡磁控溅射制备Cr掺杂DLC复合薄膜的高温摩擦学性能

元素掺杂是提升DLC薄膜摩擦学性能和耐温性能的重要途径。采用直流磁控溅射技术在304不锈钢基体表面沉积了含氢DLC薄膜,同时利用射频磁控溅射技术完成Cr元素的掺杂,研究Cr元素掺杂对DLC薄膜的力学性能及摩擦学性能的影响。采用纳米压痕仪测试薄膜硬度并利用划痕试验测试膜基结合力,采用拉曼光谱分析薄膜sp²和sp³键含量的变化和转移膜的生成。采用UMT多功能摩擦磨损试验机评价薄膜在常温和高温环境下的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜观察磨损表面,分析其磨损机制。结果表明,Cr元素掺杂会显著提高薄膜的膜基结合力,但会使薄膜硬度有一定的下降。常温摩擦学性能测试显示,DLC薄膜的摩擦因数随着Cr含量的增加呈现出先下降后上升的趋势,在Cr质量分数为3.34%时达到最低;但薄膜的磨损率随Cr含量的增加略有升高。高温摩擦学性能测试表明,Cr元素掺杂显著改善了DLC薄膜的高温摩擦学性能,未掺杂的DLC在150℃以上摩擦时会失效,Cr元素掺杂使薄膜在250℃下也能保持较低的摩擦因数和较长的抗磨寿命。Cr元素的加入能够提高DLC薄膜的膜基结合力,降低摩擦因数,并提高薄膜...