纳米摩擦学.ppt

* * * 目录 1.纳米摩擦学及其发展历史 2.微观摩擦 3.薄膜润滑 4.总结 5.参考文献 6.结束语 * 4.总结 纳米科学技术的出现无疑是现代科学技术的一个重大突破，由此派生出一系列新的学科，纳米摩擦学便是其中之一。纳米摩擦学的出现不但为现代超精密机械与微型机械的设计、制造与运行提供技术基础，也对宏观摩擦学理论的深化有很大促进作用，进而对机械工业水平的提高将产生重大影响。所以纳米摩擦学的研究既有重要的理论意义，也有广泛的应用前景。 * 目录 1.纳米摩擦学及其发展历史 2.微观摩擦 3.薄膜润滑 4.总结 5.参考文献 6.结束语 * 5.参考文献 [1] 温诗铸，纳米摩擦学[M]，北京：清华大学出版社，1998 [2] 温诗铸，纳米摩擦学研究进展，机械工程学报,第43卷第10期, 2007年10月 [3] 温诗铸,清华大学学报，1994,34(s3):1~8 [4] 温诗铸,杨沛然，弹性流体动力润滑，北京：清华大学出版社， 1992 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 纳米摩擦学 * 目录 1.纳米摩擦学及其发展历史 2.微观摩擦 3.薄膜润滑 4.总结 5.参考文献 6.结束语 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 纳米的概念 纳米科技是90年代初迅速发展起来的新兴科技。 纳米是一个长度单位，一纳米是一米的十亿分之一，相当于人类头发直径的万分之一。因此，纳米科技是在和微观世界“打交道”。 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 纳米摩擦学和宏观摩擦学 纳米摩擦学：纳米摩擦学或称微观摩擦学是在纳米 尺度上研究摩擦界面上的行为、变化 损伤及其控制。 宏观摩擦学：通常是根据材料表明的体相性质在摩擦 界面上的反应来表征其摩擦磨损行为， 并应用连续介质力学，包括断裂和疲劳 理论作为分析的基础。 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 研究仪器： 表面力仪SFA 扫描隧道显微STM 原子力显微AFM 摩擦力显微镜FFM 以及专门的微型实验装置 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 表面力仪SFA 扫描隧道显微STM 原子力显微AFM 摩擦力显微镜FFM * 1.纳米摩擦学及其发展历史 纳米摩擦学历史回顾： 十七世纪末，Amontons 在1966年通过对现象的观察与实验， 首次归纳出固体摩擦定律。 18世纪摩擦学的特点是以试验为基础的经验研究模式。 19 世纪末，开创了基于连续介质力学的研究模式。 20 世纪20年代以后，摩擦学发展成为涉及力学、热处理、材 料科学和物理化学等的边缘学科，从此开创了多学科综合研 究的模式。 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 1965 年首次提出 Tribology(摩擦学)一词，简要地定义 为“关于摩擦过程的科学”。 20世纪80年代，我国摩擦学工作者在科研实践中意识 到未来摩擦学的发展趋势是由宏观性能的考察深入 到微观机理、性能，从而发展了纳米摩擦学。 20世纪90年代初期，当国际上开始兴起纳米摩擦学研 究时，我国摩擦学工作者迅速启动该领域的研究，并 取得可喜的研究成果。 * 1.纳米摩擦学及其发展历史 小结： （1）纳米摩擦学是在原子、分子尺度（0.1～100mm）上研究相对运动界面的摩擦、磨损与润滑行为和机理。 （2）它是一种新的研究模式与思维方式，即从分子、原子尺度上揭示摩擦磨损和润滑机理，建立材料微观结构和宏观特性之间的构型关系。 （3）更加符合摩擦学的研究规律，标志着摩擦学学科发展到一个新阶段。 * 目录 1.纳米摩擦学及其发展历史 2.微观摩擦 3.薄膜润滑 4.总结 5.参考文献 6.结束语 2.微观摩擦 * 本节将从原子、分子尺度上讨论极光滑固体表面在不施加液体润滑介质条件下的干摩擦特性和机理，包括洁净表面以及经表面处理或被污染而形成固体膜的表面。 * 2.微观摩擦 现代精密机械和微型机械中的摩擦副通常处于纳米量级的间隙， 它们的表面极光滑，接触时达到分子密合程度。 对于这类表面的摩擦问题，以表面宏观粗糙度和材料体相变形 分析为基础的经典摩擦理论已不