【摘要】：本文利用分子動力學(xué)數(shù)值模擬與試驗相結(jié)合的方法,研究原子氧對石墨烯組織結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)行為的影響。利用Lammps軟件方法計算了原子氧與石墨烯的相互作用及其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化。利用原子氧地面模擬器對石墨烯進(jìn)行了暴露試驗,并分別利用拉曼光譜、SEM、XPS等方法對原子氧暴露石墨烯的結(jié)構(gòu)、形貌、及成分等進(jìn)行了分析,并對數(shù)值模擬計算結(jié)果進(jìn)行了驗證。通過測量原子氧暴露石墨烯摩擦學(xué)性能,闡述了原子氧對其摩擦學(xué)行為的影響。模擬計算結(jié)果表明,原子氧與石墨烯的相互作用及其產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)變化與溫度有關(guān)。300K時,原子氧對石墨烯產(chǎn)生一定化學(xué)侵蝕,造成一定的結(jié)構(gòu)破壞、形成少量C的剝離。800K時,原子氧對石墨烯產(chǎn)生顯著的化學(xué)侵蝕,造成顯著的結(jié)構(gòu)破壞、形成大量C的剝離及C、O鍵。含有缺陷結(jié)構(gòu)的石墨烯的原子氧侵蝕損傷更嚴(yán)重。原子氧暴露試驗驗證了原子氧對石墨烯的化學(xué)侵蝕作用。拉曼光譜分析表明,原子氧暴露石墨烯結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)大量缺陷。隨著原子氧注量的增加,石墨烯結(jié)構(gòu)被破壞并出現(xiàn)非晶。XPS分析表明,原子氧暴露石墨烯結(jié)構(gòu)中形成了C-O、O-C=O、C-O-C等化學(xué)鍵。摩擦磨損試驗表明,原子氧暴露導(dǎo)致石墨烯薄膜摩擦系數(shù)的增加。磨損表面分析表明,原子氧暴露增強(qiáng)了表面的剝層磨損程度,從而提高了表面粗糙度,使得摩擦系數(shù)升高。
【圖文】：

達(dá) 5300 W/(m·K) 航天用高 透光率達(dá)到 97.7%，能夠拉伸 20% 替代氧與石墨烯相互作用機(jī)理的研究鮮有報道，有待子氧對石墨烯的組織、結(jié)構(gòu)、尤其是潤滑性能的要，這將為今后石墨烯能否成為新型航天潤滑材據(jù)。介 教授通過微機(jī)械剝離法首次得到石墨烯[5]。它是由形式周期排列形成的。同時平面上存在大約幾納為有以下兩點原因?qū)е率┊a(chǎn)生波紋褶皺，第一上的 C 原子在垂直石墨烯平面方向失穩(wěn)產(chǎn)生褶皺C(jī)-C 鍵長并非始終保持恒定理論數(shù)值不變，而是在烯的二維平面具有一定起伏,形貌如圖 1-1 所示。

圖 1-3 28.5°傾斜圓軌道原子氧撞擊能量隨高度變化[27](-σ 及+σ 分別標(biāo)示太陽低年和太陽高年時的能量曲線)氧防護(hù)方法護(hù)常用的方法主要有以下三種：覆法，原子氧雖然剝蝕能力強(qiáng)，但穿透材料的能力弱，發(fā)生作用，，為保護(hù)內(nèi)部材料免受原子氧剝蝕可以包覆以隔絕與原子氧接觸。如 β 布原子氧防護(hù)布和鋁箔等包現(xiàn)有材料進(jìn)行耐原子氧剝蝕改性，研發(fā)具有抗原子氧剝磁、力等性能優(yōu)異的新材料，不僅難度大，而且開發(fā)周料進(jìn)行抗原子氧剝蝕改性是較合理的選擇，如對聚合元素均可提高抗原子氧侵蝕的能力。前抗原子氧聚酰亞胺(PI)的研究應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，美國軌試驗和地面模擬試驗均證明了加入磷、硅、鋯等特生抗原子氧性能，這是由于改性后的聚酰亞胺可在表面
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O613.71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2534599