金剛石薄膜具有諸多優(yōu)異性能,如高硬度,低摩擦系數(shù),高耐磨性和良好的化學(xué)惰性,被廣泛應(yīng)用于航空航天,耐磨涂層,微納機(jī)電系統(tǒng)（MEMS/NEMS）等領(lǐng)域。目前,在高溫高壓、高真空等極端環(huán)境中的摩擦問(wèn)題,一直是研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。大量研究表明,對(duì)金剛石薄膜進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋砻嫘揎椏梢詫?shí)現(xiàn)超低摩擦系數(shù),這與其修飾后呈現(xiàn)不同的相互作用有關(guān)。但是,到目前為止,不同終端金剛石薄膜表面的相互作用微觀機(jī)制尚不清楚,這不可避免地限制了金剛石薄膜在減摩耐磨領(lǐng)域的深入應(yīng)用。本文采用第一性原理方法研究了不同終端對(duì)金剛石薄膜相互作用的影響,構(gòu)建了清潔金剛石（100）相互作用模型、五種相同終端（氫、氟、氧、羥基、氨基）相互作用金剛石模型、三種不同終端（氫-氟、氫-氧、氫-羥基）相互作用金剛石模型,對(duì)所構(gòu)建模型進(jìn)行了幾何優(yōu)化,計(jì)算了終端金剛石的相互作用、電子密度以及布居數(shù),得到了以下主要結(jié)果:（1）清潔金剛石薄膜的界面結(jié)合能最大,表明界面處的相互作用最強(qiáng),清潔金剛石的初始表面是π鍵結(jié)構(gòu),由電子密度圖可以觀察到,清潔金剛石界面處有共價(jià)鍵的形成,其表面幾何構(gòu)型向C（100）-2×1結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變。（2）氫,氟,氨基和羥基終端能夠不同程... 

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 金剛石薄膜概述
        1.2.1 金剛石薄膜的結(jié)構(gòu)
        1.2.2 金剛石薄膜的性能及應(yīng)用
    1.3 金剛石表面的相互作用研究
    1.4 終端金剛石表面的相互作用研究
    1.5 本論文的研究?jī)?nèi)容
第二章 不同終端金剛石薄膜的理論計(jì)算
    2.1 第一性原理基本知識(shí)
        2.1.1 密度泛函理論(DFT)
        2.1.2 平面波與贗勢(shì)
    2.2 理論計(jì)算的模型與參數(shù)
        2.2.1 計(jì)算參數(shù)
        2.2.2 模型構(gòu)建
    2.3 本章小結(jié)
第三章 相同終端金剛石薄膜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)計(jì)算
    3.1 幾何結(jié)構(gòu)
    3.2 相互作用能
    3.3 電子密度與布居分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 不同終端金剛石薄膜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)計(jì)算
    4.1 幾何結(jié)構(gòu)
    4.2 相互作用能
    4.3 電子密度與布居分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間的研究成果
致謝



本文編號(hào)：3678300