液体环境下表面电荷对微纳尺度摩擦磨损的影响

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

- IV -

摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I

绪论 (1)

1.1 课题的来源以及研究的背景与意义 (1)

1.1.1 课题的来源 (1)

1.1.2 课题研究的背景与意义 (1)

1.2 课题研究的国内外现状分析 (2)

1.2.1 微纳尺度摩擦磨损研究方法综述 (2)

1.2.2 双电层对微纳尺度摩擦影响的研究 (3)

1.2.3 双电层对微纳尺度磨损影响的研究 (6)

1.3 本文研究的主要内容 (8)

固液界面间作用力理论计算 (9)

2.1 引言 (9)

2.2 双电层间静电力计算公式的推导 (9)

2.3 表面电荷密度的测量 (13)

2.3.1 实验原理 (13)

2.3.2 实验装置和样品的选择与制备 (13)

2.3.3 实验结果及分析 (15)

2.4 双电层间静电力数值仿真 (18)

2.5 固液界面间范德华力计算公式推导 (20)

2.6 固液界面间摩擦力公式的修正 (21)

2.7 本章小结 (21)

AFM 摩擦力测量方法研究 (23)

3.1 引言 (23)

3.2 AFM 工作原理简介 (23)

3.3 摩擦力测量方法 (24)

3.3.1 电压-悬臂梁扭转角度转化因子的计算 (24)

3.3.2 正压力的确定 (29)

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3.3.3 摩擦力测量方法准确性验证 (31)

3.4 本章小结 (36)

表面电荷对固液界面摩擦力的影响 (37)

4.1 引言 (37)

4.2 实验装置、方案、材料与步骤 (37)

4.2.1 实验装置 (37)

4.2.2 实验方案 (38)

4.2.3 实验材料 (38)

4.3 实验结果与分析 (39)

4.3.1 Si 3N 4探针/SiO 2样品结果分析 (40)

4.3.2 Si 3N 4探针/Al 2O 3样品结果分析 (43)

4.3.3 SiO 2探针/Al 2O 3样品结果分析 (44)

4.4 本章小结 (46)

表面电荷对固液界面磨损的影响 (47)

5.1 引言 (47)

5.2 实验方案、材料和步骤 (47)

5.2.1 实验装置 (47)

5.2.2 实验方案及参数的确定 (47)

5.2.3 实验材料 (49)

5.3 实验结果与分析 (49)

5.3.1 Si 3N 4探针/云母样品结果分析 (49)

5.3.2 SiO 2探针/MgO 样品结果分析 (52)

5.4 本章小结 (55)

结论 (56)

参考文献 (58)

哈尔滨工业大学学位论文原创性声明和使用权限 (62)

致谢 (63)