硅材料由于自身優(yōu)異的特點,近年來在光電器件及微納器件上得到了廣泛的應(yīng)用,但其在應(yīng)用場合上產(chǎn)生的摩擦、磨損、黏附等問題也引起了人們的重視。為了減輕硅的摩擦磨損,本文以石墨烯及氧化石墨烯作為添加劑,在單晶硅試件表面進行微摩擦學行為試驗,結(jié)合分子動力學分析,探究石墨烯類添加劑在單晶硅表面的減磨潤滑作用。根據(jù)石墨烯類添加劑在單晶硅表面的微摩擦學行為試驗研究,選用了UMT-2微摩擦試驗臺進行摩擦磨損試驗�；谠囼炁_的測試原理和試件的安裝方式,設(shè)計了直徑為3 mm的圓形單晶硅上試件和15?10 mm的方形單晶硅下試件,并采用DRIE方法對試件的織構(gòu)進行了微米量級的加工。依據(jù)潤滑液的自身特性及與單晶硅表面的浸潤性能,選用二甲基硅油作為試驗的基礎(chǔ)液,同時選用了相關(guān)的試驗材料和試驗設(shè)備。基于分子動力學模擬的方法,研究了石墨烯以及氧化石墨烯作為二甲基硅油添加劑在硅表面間的運動剪切行為。討論了模擬潤滑體系的速度分布與溫度分布,發(fā)現(xiàn)潤滑液分子與單晶硅表面產(chǎn)生了很強的吸附作用。分析了潤滑體系的剪切應(yīng)力,發(fā)現(xiàn)石墨烯及氧化石墨烯作為二甲基硅油添加劑均能減小體系的剪切應(yīng)力。討論了溫度及壓強對潤滑體系剪切應(yīng)力的影響,結(jié)... 

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
變量注釋表
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內(nèi)容
    1.4 本章總結(jié)
2 試件設(shè)計與試驗材料選用
    2.1 微摩擦試驗臺的選用
    2.2 其它設(shè)備的選用
    2.3 試件的設(shè)計與加工
    2.4 試驗材料的選用
    2.5 本章總結(jié)
3 石墨烯類添加劑在單晶硅表面潤滑性能的分子動力學模擬
    3.1 分子動力學模擬簡介
    3.2 分子動力學模擬潤滑體系的現(xiàn)狀
    3.3 分子動力學模擬的原理
    3.4 分子動力學模型的建立
    3.5 模擬條件的選擇
    3.6 模擬結(jié)果討論與分析
    3.7 其他條件對潤滑性能影響模擬
    3.8 本章總結(jié)
4 石墨烯添加劑在單晶硅表面的微摩擦試驗研究
    4.1 試驗方案設(shè)計
    4.2 潤滑液的配置
    4.3 不同質(zhì)量分數(shù)的摩擦試驗
    4.4 不同織構(gòu)試件的摩擦試驗
    4.5 不同往復運動速度的摩擦試驗
    4.6 不同施加載荷的摩擦試驗
    4.7 石墨烯作為添加劑的潤滑機理總結(jié)
    4.8 本章總結(jié)
5 氧化石墨烯添加劑在單晶硅表面的微摩擦試驗研究
    5.1 試驗方案設(shè)計
    5.2 潤滑液的配置
    5.3 不同質(zhì)量分數(shù)的摩擦試驗
    5.4 不同織構(gòu)試件的摩擦試驗
    5.5 不同往復運動速度的摩擦試驗
    5.6 不同施加載荷的摩擦試驗
    5.7 氧化石墨作為添加劑的潤滑機理總結(jié)
    5.8 本章總結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 本文主要總結(jié)
    6.2 相關(guān)展望
參考文獻
作者簡歷
學位論文數(shù)據(jù)集



本文編號：3714857