化学改性TiO2和Al2O3薄膜的摩擦学性能

来源 :青岛理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sxq5588
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,微/纳电子机械系统体积微型化带来的微纳尺寸上黏着失效和摩擦磨损等问题成为其使用性能和稳定性的重要原因,许多国内外学者针对微/纳电子机械系统表面的润滑问题进行了大量的研究。纳米TiO2和纳米Al2O3等氧化物涂层具有优异的耐腐蚀和机械性能,作为薄膜可以提高材料表面的耐磨性。同时自组装单分子膜因具有良好的稳定性和更高的致密性和有序性能有效的降低材料表面的摩擦系数。因此,本文主要涉及这一领域,结合两种技术,以玻璃为基底,利用溶胶-凝胶法制备致密、均匀的TiO2和Al2O3纳米薄膜,再次利用自组装技术对薄膜表面进行改性,系统研究了薄膜的表面形貌和结构,重点考察了薄膜的摩擦学性能并分析了作用机理,研究取得了一定进展,研究发现:(1)首先利用提拉法制备TiO2薄膜和掺杂Ni离子的TiO2薄膜,考察了薄膜的摩擦性能,发现TiO2薄膜和掺杂Ni离子的TiO2薄膜均能有效减小摩擦系数并对基底起到保护作用,其中掺杂Ni离子的TiO2薄膜的摩擦学性能更好。但薄膜经紫外光照射处理后,不仅恶化了薄膜表面形貌,并且对薄膜的摩擦学性能带来十分不利的影响。(2)利用溶胶-凝胶法制备的TiO2纳米薄膜均匀致密,呈现出超亲水特性,用脂肪酸对其改性后,不仅薄膜的疏水性能有明显提高,摩擦学性能也更为优异,其中硬脂酸比油酸具有更好的改性特性。(3)系统研究了有机烷基磷酸对TiO2薄膜的改性实验,研究了薄膜的成键特性和摩擦学性能。自组装单分子膜在材料表面的吸附形式为化学吸附,具有更为优异的减摩耐磨特性。其中随着碳链的增加,有机烷基磷酸薄膜的摩擦学性能更加优异。(4)采用旋涂法在玻璃基底制备Al2O3纳米薄膜,并用硬脂酸进行修饰改性,同时控制不同的自主装时间,表征了不同薄膜的润湿性能和摩擦学特性,硬脂酸改性后的Al2O3薄膜摩擦学性能极为优秀,同时发现自组装时间对薄膜的摩擦学性能有一定的影响。(5)利用溶胶-凝胶技术制备Al2O3纳米薄膜,在其表面沉积一层十八烷基磷酸单分子层,结果表明十八烷基磷酸能有效降低薄膜表面的摩擦系数,并呈现出一定的疏水性,其中浸泡4h效果最佳。本论文结合了溶胶-凝胶技术和自组装技术,利用氧化物薄膜优良的物理化学特性和有机单分子膜的微纳润滑的协同作用,在玻璃表面制备出了双层有机复合薄膜,表现出优异的减摩耐磨特性,并且实验结果呈现出明显的一致性,对于解决微/纳电子机械系统黏着失效和摩擦磨损等问题的研究提供了一定的参考价值。
其他文献
在科学技术的飞速发展今天,生活的水平在提高,人们对汽车的乘坐舒适性,驾驶的平顺性提出了更高的要求,对汽车发动机的隔振和减震性能的要求更高。汽车发动机悬置系统的性能直
我国的城市公交车基本都是手动挡,由于公交驾驶员工作时间长,客车变速器操作沉重、频繁,实现客车变速器的自动化、轻便化具有重要意义。本文主要探讨客车半自动变速器的控制
在科学研究和工程应用中存在着各种各样的多目标优化问题。由于目标之间往往互相矛盾,不可能同时达到最优,因此决策者需要结合实际从中选择折中的解。多目标进化算法是解决多目
牛仔服作为一种时尚与流行的代言,广受大家青睐。随着时代的变迁,牛仔服装正逐步向着高档化、时尚化、个性化方向发展。而羊毛这一己经被人类使用了千百年的纺织材料,被看作是身
随着人们生活水平的提高,便携式DVD的需求越来越大。为了保证大规模生产时便携式DVD的产品质量,亟需研发一套用于DVD的自动检测与调整设备。为解决此问题,本文设计了DVD的自
应用与探索了食品添加剂检测专题小学期的竞赛式教学.以国标方法为题材,教学分为自实习、预赛和决赛三个阶段进行.自实习阶段做准备性练习,预赛考察方法执行的规范性,决赛则
履带起重机在我国工业化、城镇化、能源、交通等建设领域中做出了巨大的贡献。随着履带起重机臂架结构形式的不断变化,臂架的稳定性能问题越来越受到重视,尤其是组合臂架的稳定性问题。主臂的扭转效应通常是组合臂架产生侧向失稳的主要因素,实际设计中稳定性分析方法都是将组合臂架拆分成单体计算,很少从整体角度分析稳定性,而整体稳定性的影响因素分析就更为甚少。同时,用ANSYS对履带起重机组合臂架进行整体稳定性分析建
近年来随着建筑行业的发展,工民建行业已经被人所熟知.工民建的管理有着极为重要的意义,它决定了一个建筑施工单位的施工建设水平,好的工民建施工管理能够增加施工队的行业竞
各国的工业与国防事业都要以机械制造业为根基,自动化程度与机加精度较高的数控机床是机械制造业的基石。随着对大型镗车床的市场刚性需求的增加,国内各高校均对其结构设计与工
学生怕写作文,作文水平普遍较差.要改变这一现状就要激发学生的写作兴趣、积累素材、激活思维、养成写作习惯、提高分析能力.