隨著微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)在各個領(lǐng)域中的研究和應(yīng)用日益加深,以黏著、摩擦和磨損為代表的摩擦學(xué)問題成為了制約MEMS發(fā)展的瓶頸。對MEMS微型構(gòu)件進(jìn)行表面改性和潤滑是降低黏著,并減小摩擦、磨損,從而改善MEMS摩擦學(xué)性能的有效方法,具有重要的學(xué)術(shù)和工程價值。根據(jù)自組裝分子薄膜(SAMs)原理和不同組裝分子的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)特性,設(shè)計了以單晶硅(Si)為基底,以N-(2-氨乙基)-3-氨丙基三甲氧基硅烷(DA)分子為基底連接層,以月桂酰氯(LA)分子為中間強(qiáng)化層的硅烷基雙層SAMs(DA-LA);從化學(xué)反應(yīng)和熱力學(xué)角度對DA-LA的組裝反應(yīng)過程進(jìn)行了分析和計算,揭示了組裝反應(yīng)自發(fā)性機(jī)理;利用分子動力學(xué)模擬技術(shù)建立了硅烷基SAMs體系的優(yōu)化模型,通過模擬計算直觀的得到了組裝過程中的能量及溫度變化情況,為從分子水平探索成膜機(jī)理提供了新途徑。基于上述機(jī)理研究,運用分子自組裝技術(shù)成功地在Si基底上制備了硅烷基SAMs體系;利用原子力顯微鏡(AFM)考察了溶液濃度和組裝時間對成膜質(zhì)量的影響,得到制備硅烷基單、雙層SAMs的最佳工藝參數(shù)。借助接觸角測量儀和全反射傅里葉變換紅外光譜儀(ATR-FTIR)對最佳...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1一個典型MEMS運行失效后的摩擦磨損照片

第1章引言.1課題背景及研究意義.1.1課題背景微機(jī)電系統(tǒng)（Micro-electromechanicalsystem，MEMS）是基于微機(jī)械制造、精密加以及高集成電路技術(shù)，將機(jī)電工程與微電子系統(tǒng)相融合而發(fā)展起來的微型器件裝置。集微傳感器、微執(zhí)行器、微電源/能源、微機(jī)....

圖1.2自組裝分子薄膜示意圖

電吸附、化學(xué)吸附或化學(xué)反應(yīng)，在基體上形成錨固穩(wěn)定、分維有序分子層。等[22]在1946年發(fā)現(xiàn)表面活性劑能夠自發(fā)組裝在固體表面形描述了分子自組裝的現(xiàn)象，并與其合作者Zisman[23]于1964象的機(jī)理，但此時尚未制備出真正意義上的SAMs。直至1采用正十八烷基三氯硅....

圖1.3本文研究思路示意圖

圖2.1氨基硅烷水解反應(yīng)過程

圖2.1氨基硅烷水解反應(yīng)過程選用氨基硅烷DA分子作為薄膜體系的基底連接層，其分子結(jié)構(gòu)如圖2.2所頭基為硅氧基基團(tuán)，尾基為氨基基團(tuán)，均屬于活性基團(tuán)，能夠分別與Si基組裝的LA分子形成牢固的化學(xué)鍵合，起到穩(wěn)定連接的作用；分子鏈長度適成較為密集有序的硅烷基單層SA....

本文編號：3944189