基于DMT模型的金刚石表面纳米摩擦学研究

基于DMT接触模型,在理论上计算金刚石表面纳米摩擦的摩擦力和摩擦因数;采用原子力显微镜,以金刚石探针和片状金刚石试件作为摩擦副,在大气环境下分别研究机械抛光和聚焦离子束(FIB)刻蚀的金刚石试件的摩擦学特性,并比较实验结果和DMT接触模型计算结果。结果表明:金刚石试件的摩擦因数均随着载荷的增加而减小,这与以往对金刚石微观摩擦的研究结果相符合;DMT接触模型计算结果与机械抛光表面试验结果吻合较好,而略高于FIB刻蚀表面试验结果,验证了DMT模型在金刚石纳米摩擦研究中的适用性。通过表面粗糙度和碳原子化学状态分析,得出粗糙表面对探针滑动的阻碍作用和FIB刻蚀过程中生产的非晶碳的减摩作用是DMT模型应用于上述2种加工表面产生差异的原因。

任意轴对称弹性体吸附接触的广义Maugis模型

通过线性叠加Sneddon方法和Lowengrub-Sneddon方法分别给出的解,得到了一个弹性半空间轴对称混合边值问题的一般解,进而研究了两个一般轴对称弹性体的正向无摩擦吸附接触问题．考虑任意有效的表面形状(要求中心部分首先进入接触)和任意的表面吸附作用,推广得到了广义Maugis模型．该模型是一个半解析的模型,它可以分解成表面形状和表面吸附作用的分别独立影响的两部分,以及一个关联变形和吸附作用的式子．利用Dugdale模型近似表面吸附作用,得到了具有任意有效的表面形状的广义M-D模型．它在强吸附或软材料条件下的极限形式是广义JKR模型,而在弱吸附或硬材料下的另一个极限形式是广义DMT模型．