【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進步,固體潤滑膜作為潤滑劑的主要形式之一,因其優(yōu)良的摩擦磨損特性,被廣泛應(yīng)用于航空航天及民用機械中。研究潤滑膜在納米尺度下的力學(xué)性能及摩擦特性,對潤滑膜在工作過程中的應(yīng)用具有極其重要的意義,它有助于提高潤滑膜的潤滑性能、延長潤滑膜的工作時間。其中納米銀潤滑膜具有穩(wěn)定性好、反射率強、導(dǎo)電性能良好的特點,被廣泛應(yīng)用于航空航天的精密儀器中。本文通過建立銅(Cu)基銀(Ag)膜復(fù)合模型,研究分析了該復(fù)合模型在微觀中的摩擦規(guī)律和力學(xué)性能。首先,采用分子動力學(xué)軟件Lammps建立了Cu基Ag膜復(fù)合模型,并通過模擬體系在弛豫過程中晶格常數(shù)的變化、模型體積的變化及原子的徑向分布函數(shù)驗證了模型在弛豫中的穩(wěn)定性和正確性。其次,為了研究該復(fù)合模型在不同工況下的微觀摩擦規(guī)律,使用分子動力學(xué)方法模擬了金剛石粗糙峰在Cu基Ag膜復(fù)合模型平面上滑動摩擦的過程,討論了速度,溫度,劃刻深度對摩擦力的影響。為了研究Cu基Ag膜復(fù)合模型的微觀力學(xué)性能,使用橋域多尺度耦合方法模擬了該模型的納米壓痕過程,得到并分析了載荷-位移曲線,計算出了復(fù)合模型的納米硬度和彈性模量。最后,通過表面性能測量儀對Cu基Ag膜試件進行了宏觀的摩擦實驗,對比分析Lammps所模擬的微觀結(jié)果與宏觀的摩擦實驗結(jié)果,發(fā)現(xiàn)速度對復(fù)合模型的摩擦系數(shù)影響規(guī)律在兩種尺度下是一致的。使用納米壓痕儀對Cu基Ag膜試件進行納米壓痕實驗,發(fā)現(xiàn)多尺度模擬與納米壓痕實驗得到的數(shù)值吻合。
【圖文】：

第 1 章 緒 論條件等相關(guān)；實驗設(shè)備盡管具有一定的防振能力，但是并不能完全消除在測量過程中外界振動對設(shè)備的影響，環(huán)境影響也造成了納米壓痕實驗結(jié)果不具備可重復(fù)性。另一方面對測試材料的試樣而言，試樣測試表面粗糙度大小、測試過程中出現(xiàn)蠕變薄膜體系中的基底效應(yīng)等都將對實驗結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差。所以即使在同一樣品上以相同的實驗參數(shù)在不同壓入點上進行壓入、卸載撤回，最后計算所得的材料的接觸力學(xué)特性仍然可能存在較大的偏差，而在實際測試過程中一般采用同種材料的不同樣品進行測試，這樣納米壓痕實驗的可重復(fù)性更差[4-6]。由于實驗設(shè)備和實驗手段的影響，不僅實驗結(jié)果可能存在誤差，還無法在納米壓痕實驗中直接觀察微納尺度接觸過程。

第 1 章 緒 論條件等相關(guān)；實驗設(shè)備盡管具有一定的防振能力，但是并不能完全消除在測量過程中外界振動對設(shè)備的影響，環(huán)境影響也造成了納米壓痕實驗結(jié)果不具備可重復(fù)性。另一方面對測試材料的試樣而言，試樣測試表面粗糙度大小、測試過程中出現(xiàn)蠕變薄膜體系中的基底效應(yīng)等都將對實驗結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差。所以即使在同一樣品上以相同的實驗參數(shù)在不同壓入點上進行壓入、卸載撤回，最后計算所得的材料的接觸力學(xué)特性仍然可能存在較大的偏差，而在實際測試過程中一般采用同種材料的不同樣品進行測試，這樣納米壓痕實驗的可重復(fù)性更差[4-6]。由于實驗設(shè)備和實驗手段的影響，不僅實驗結(jié)果可能存在誤差，，還無法在納米壓痕實驗中直接觀察微納尺度接觸過程。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH117.2

【參考文獻】

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本文編號：2605711