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仿生叠层构型石墨烯对铝基复合材料的纳米摩擦性能的影响
1
作者
叶雯婷
周青
+5 位作者
罗大微
李赞
陈小林
王显宗
王海丰
管仁国
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期338-346,共9页
利用纳米压痕和纳米划痕试验表征了仿生叠层构型铝基石墨烯复合材料(Bio-inspired laminated graphene reinforced aluminum martrix composite,BAMC)与纯铝的力学性能和摩擦磨损性能.鉴于摩擦力由黏着作用和犁沟作用两分量共同组成,对...
利用纳米压痕和纳米划痕试验表征了仿生叠层构型铝基石墨烯复合材料(Bio-inspired laminated graphene reinforced aluminum martrix composite,BAMC)与纯铝的力学性能和摩擦磨损性能.鉴于摩擦力由黏着作用和犁沟作用两分量共同组成,对比探究了BAMC与纯铝在微观摩擦磨损过程中的弹塑性转变过程,分析了黏着作用与犁沟作用在摩擦力中的贡献度,揭示了其微观摩擦磨损机制.结果表明:相较于纯铝,BAMC的纳米硬度提高了约24%,总摩擦系数(Friction coefficient)降低了约28%,黏着作用分量和犁沟作用分量分别降低了32%和16%.换言之,复合材料中的异质界面产生异质变形诱导强化,进而增强了应变硬化,使仿生叠层石墨烯铝基复合材料的硬度得到明显提升,并且仿生叠层构型的石墨烯主要通过降低黏着作用来实现减磨.从微纳米尺度揭示了BAMC的力学性能和摩擦磨损性能显著提升的机理,可为提升其摩擦磨损性能提供理论依据.目前的工作通过纳米划痕和纳米压痕强调了叠层结构石墨烯的添加对块体复合材料的摩擦性能的影响,并表明仿生叠层构型铝基石墨烯是搭建仿生叠层结构的小尺寸理想增强体.
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关键词
石墨烯
金属基复合材料
仿生构型
纳米摩擦性能
硬度
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职称材料
铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能
被引量:
1
2
作者
汪国庆
曹鑫鑫
+2 位作者
赵盖
宋敬伏
丁庆军
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期134-142,216,共10页
目的通过分子动力学(MD)模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机(USM)定子材料提供理论指导方法建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜...
目的通过分子动力学(MD)模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机(USM)定子材料提供理论指导方法建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是:沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。
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关键词
分子动力学
沟槽织构
铜
纳米
摩擦
学
性能
磨损机理
耐磨性
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职称材料
基于LFM的类金刚石膜纳米摩擦现象研究
被引量:
5
3
作者
陈曦
丁建宁
+2 位作者
李长生
范真
朱守星
《真空》
CAS
北大核心
2004年第1期30-35,共6页
使用原子力显微镜(AFM)中的侧向力(LFM)模式对类金刚石膜纳米尺度的摩擦现象进行了研究,主要考察了载荷、微观形貌、粘附对类金刚石膜纳米摩擦性能的影响。首先结合粘附的影响提出了适用于外加载荷在100nN以下类金刚石膜纳米摩擦力表征...
使用原子力显微镜(AFM)中的侧向力(LFM)模式对类金刚石膜纳米尺度的摩擦现象进行了研究,主要考察了载荷、微观形貌、粘附对类金刚石膜纳米摩擦性能的影响。首先结合粘附的影响提出了适用于外加载荷在100nN以下类金刚石膜纳米摩擦力表征的修正Amonton公式。其次,试验发现摩擦过程中表面接触峰的斜率对薄膜的微观摩擦力的影响较大,微观摩擦系数与倾角θ成正比例关系,最后结合两者给出了综合考虑载荷、表面形貌、粘附且可用于类金刚石膜纳米尺度摩擦力表征的数学方法。
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关键词
LFM模式
类金刚石膜
纳米摩擦性能
原子力显微镜
侧向力模式
DLC
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职称材料
分子沉积膜摩擦学研究进展
被引量:
2
4
作者
肖宇琦
张嗣伟
+1 位作者
王德国
高芒来
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
2006年第6期13-19,共7页
概述了近十年来分子沉积膜在摩擦学领域的研究进展,包括分子沉积膜的纳米摩擦性能、粘附特性、磨损性能和力学特性,以及采用分子动力学模拟对摩擦产生机制、粘滑现象的理论分析,肯定了分子沉积膜的减摩润滑性能,在此基础上提出了今后的...
概述了近十年来分子沉积膜在摩擦学领域的研究进展,包括分子沉积膜的纳米摩擦性能、粘附特性、磨损性能和力学特性,以及采用分子动力学模拟对摩擦产生机制、粘滑现象的理论分析,肯定了分子沉积膜的减摩润滑性能,在此基础上提出了今后的主要研究方向。
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关键词
分子沉积(MD)膜
纳米摩擦性能
粘附特性
磨损特性
力学特性
下载PDF
职称材料
石墨氧化物分子沉积膜的制备及其摩擦学行为研究
被引量:
13
5
作者
冯大鹏
王德国
+1 位作者
兰惠清
张嗣伟
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第1期1-4,共4页
采用分子沉积技术制备了石墨氧化物 (GO) -聚二丙烯二甲铵 (PDDA)多层超薄膜 ,用紫外和红外光谱对超薄膜的结构进行了分析 ,用原子力显微镜考察了薄膜的表面形貌及纳米摩擦学行为 .结果表明 :石墨氧化物分子沉积膜可以降低玻璃表面的摩...
采用分子沉积技术制备了石墨氧化物 (GO) -聚二丙烯二甲铵 (PDDA)多层超薄膜 ,用紫外和红外光谱对超薄膜的结构进行了分析 ,用原子力显微镜考察了薄膜的表面形貌及纳米摩擦学行为 .结果表明 :石墨氧化物分子沉积膜可以降低玻璃表面的摩擦系数 ;其摩擦系数随载荷增大而降低 ;
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关键词
石墨氧化物
分子沉积膜
纳米
摩擦
学
性能
AFM
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职称材料
题名
仿生叠层构型石墨烯对铝基复合材料的纳米摩擦性能的影响
1
作者
叶雯婷
周青
罗大微
李赞
陈小林
王显宗
王海丰
管仁国
机构
西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心
上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室
大连交通大学连续挤压教育部工程研究中心
出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期338-346,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51871184和51801161)
陕西省自然科学基础研究计划(2019JQ-020)资助。
文摘
利用纳米压痕和纳米划痕试验表征了仿生叠层构型铝基石墨烯复合材料(Bio-inspired laminated graphene reinforced aluminum martrix composite,BAMC)与纯铝的力学性能和摩擦磨损性能.鉴于摩擦力由黏着作用和犁沟作用两分量共同组成,对比探究了BAMC与纯铝在微观摩擦磨损过程中的弹塑性转变过程,分析了黏着作用与犁沟作用在摩擦力中的贡献度,揭示了其微观摩擦磨损机制.结果表明:相较于纯铝,BAMC的纳米硬度提高了约24%,总摩擦系数(Friction coefficient)降低了约28%,黏着作用分量和犁沟作用分量分别降低了32%和16%.换言之,复合材料中的异质界面产生异质变形诱导强化,进而增强了应变硬化,使仿生叠层石墨烯铝基复合材料的硬度得到明显提升,并且仿生叠层构型的石墨烯主要通过降低黏着作用来实现减磨.从微纳米尺度揭示了BAMC的力学性能和摩擦磨损性能显著提升的机理,可为提升其摩擦磨损性能提供理论依据.目前的工作通过纳米划痕和纳米压痕强调了叠层结构石墨烯的添加对块体复合材料的摩擦性能的影响,并表明仿生叠层构型铝基石墨烯是搭建仿生叠层结构的小尺寸理想增强体.
关键词
石墨烯
金属基复合材料
仿生构型
纳米摩擦性能
硬度
Keywords
graphene
metal matrix composites
bio-inspired laminated architecture
nano-tribological properties
hardness
分类号
TH117.2 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能
被引量:
1
2
作者
汪国庆
曹鑫鑫
赵盖
宋敬伏
丁庆军
机构
南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室
出处
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期134-142,216,共10页
基金
国家自然科学基金(52075247、U2037603)
固体润滑国家重点实验室开放基金(LSL-1901)。
文摘
目的通过分子动力学(MD)模拟,揭示了纳尺度沟槽织构对单晶铜摩擦磨损的影响机理,为设计高耐磨超声电机(USM)定子材料提供理论指导方法建立了金刚石-铜摩擦配副模型,首先研究了金刚石下压深度对铜基体摩擦学性能的影响,随后重点研究了铜表面沟槽织构的角度、深度、宽度对摩擦学性能的影响。通过提取摩擦过程中的摩擦因数、磨损原子数目、摩擦界面温度、体系能量、界面间相互作用力以及观察摩擦前后界面形貌变化,从原子尺度揭示沟槽织构对铜的减摩机理。结果对于无织构铜表面,摩擦因数和磨损率等性能参数随着下压深度的增加而增加;有沟槽织构的铜表面,摩擦因数和磨损率相较于无沟槽织构有显著下降。在沟槽织构与摩擦方向成90°时,效果最佳,摩擦因数下降25%左右,磨损率下降50%。同时,摩擦因数和磨损率还随沟槽深度和宽度的增大而减小。其主要原因是:沟槽织构的引入,使得在金刚石和铜基体的摩擦过程中相互作用的原子数量明显减少,相互犁削和接触原子的数量也减少,从而导致摩擦因数、磨损率下降。结论在铜表面进行沟槽织构化处理能够减少摩擦过程中的磨损,提高铜基体的耐磨性能。
关键词
分子动力学
沟槽织构
铜
纳米
摩擦
学
性能
磨损机理
耐磨性
Keywords
molecular dynamics
grooved surface
copper
nanotribological properties
wear mechanism
wear resistance
分类号
TH117 [机械工程—机械设计及理论]
下载PDF
职称材料
题名
基于LFM的类金刚石膜纳米摩擦现象研究
被引量:
5
3
作者
陈曦
丁建宁
李长生
范真
朱守星
机构
江苏大学微米纳米科学研究中心
出处
《真空》
CAS
北大核心
2004年第1期30-35,共6页
文摘
使用原子力显微镜(AFM)中的侧向力(LFM)模式对类金刚石膜纳米尺度的摩擦现象进行了研究,主要考察了载荷、微观形貌、粘附对类金刚石膜纳米摩擦性能的影响。首先结合粘附的影响提出了适用于外加载荷在100nN以下类金刚石膜纳米摩擦力表征的修正Amonton公式。其次,试验发现摩擦过程中表面接触峰的斜率对薄膜的微观摩擦力的影响较大,微观摩擦系数与倾角θ成正比例关系,最后结合两者给出了综合考虑载荷、表面形貌、粘附且可用于类金刚石膜纳米尺度摩擦力表征的数学方法。
关键词
LFM模式
类金刚石膜
纳米摩擦性能
原子力显微镜
侧向力模式
DLC
Keywords
diamond-like carbon
LFM
nanotribology
分类号
O613.71 [理学—无机化学]
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职称材料
题名
分子沉积膜摩擦学研究进展
被引量:
2
4
作者
肖宇琦
张嗣伟
王德国
高芒来
机构
中国石油大学(北京)机电工程学院
中国石油大学(北京)化学科学与工程学院
出处
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
2006年第6期13-19,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(50575151)
文摘
概述了近十年来分子沉积膜在摩擦学领域的研究进展,包括分子沉积膜的纳米摩擦性能、粘附特性、磨损性能和力学特性,以及采用分子动力学模拟对摩擦产生机制、粘滑现象的理论分析,肯定了分子沉积膜的减摩润滑性能,在此基础上提出了今后的主要研究方向。
关键词
分子沉积(MD)膜
纳米摩擦性能
粘附特性
磨损特性
力学特性
Keywords
molecular deposition (MD) film
tribological behavior
adhesive property
wear character
mechanical behavior
分类号
TB43 [一般工业技术]
O848.4 [理学]
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职称材料
题名
石墨氧化物分子沉积膜的制备及其摩擦学行为研究
被引量:
13
5
作者
冯大鹏
王德国
兰惠清
张嗣伟
机构
石油大学机电工程学院
出处
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003年第1期1-4,共4页
基金
国家自然科学基金资助项目 (5 0 175 0 76)
中国博士后科学基金资助项目 (2 0 0 2 0 3 1116)
文摘
采用分子沉积技术制备了石墨氧化物 (GO) -聚二丙烯二甲铵 (PDDA)多层超薄膜 ,用紫外和红外光谱对超薄膜的结构进行了分析 ,用原子力显微镜考察了薄膜的表面形貌及纳米摩擦学行为 .结果表明 :石墨氧化物分子沉积膜可以降低玻璃表面的摩擦系数 ;其摩擦系数随载荷增大而降低 ;
关键词
石墨氧化物
分子沉积膜
纳米
摩擦
学
性能
AFM
Keywords
graphite oxide
molecular deposition film
nanotribological behavior
AFM
分类号
TH117 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
仿生叠层构型石墨烯对铝基复合材料的纳米摩擦性能的影响
叶雯婷
周青
罗大微
李赞
陈小林
王显宗
王海丰
管仁国
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
2
铜表面纳尺度沟槽织构的摩擦学性能
汪国庆
曹鑫鑫
赵盖
宋敬伏
丁庆军
《表面技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
3
基于LFM的类金刚石膜纳米摩擦现象研究
陈曦
丁建宁
李长生
范真
朱守星
《真空》
CAS
北大核心
2004
5
下载PDF
职称材料
4
分子沉积膜摩擦学研究进展
肖宇琦
张嗣伟
王德国
高芒来
《中国表面工程》
EI
CAS
CSCD
2006
2
下载PDF
职称材料
5
石墨氧化物分子沉积膜的制备及其摩擦学行为研究
冯大鹏
王德国
兰惠清
张嗣伟
《摩擦学学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2003
13
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
导出题录
引用分析
参考文献
引证文献
统计分析
检索结果
已选文献
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