石墨烯因其獨特的機械和物理化學(xué)性能,可作為理想的納米潤滑薄膜用于微/納機電系統(tǒng)（MEMS/NEMS）活動構(gòu)件的納米間隙表面,減小界面摩擦磨損和降低系統(tǒng)能耗。石墨烯優(yōu)異的表面納米摩擦性能得益于其原子級光滑的惰性表面和完美的蜂窩狀晶體結(jié)構(gòu),但在生長制備以及后處理過程中不可避免地會引起二者質(zhì)量下降。超薄特性和極高柔性使得面外波動成為石墨烯的固有特征。因此,表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及面外變形是決定石墨烯表面納米摩擦特性的本征因素。本文通過等離子體處理調(diào)控石墨烯表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)、在石墨烯表面構(gòu)建皺紋、以及通過增強基底表面親水性和變形等方式調(diào)節(jié)石墨烯面外變形,進而利用原子力顯微鏡（AFM）研究了表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和面外變形在石墨烯表面納米摩擦中的作用和機制。主要研究內(nèi)容如下:1.基于表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)調(diào)控石墨烯表面納米摩擦特性。通過等離子體處理對石墨烯的表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷進行調(diào)控,進而分別研究了表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷在石墨烯表面納米摩擦中的作用。結(jié)果發(fā)現(xiàn)石墨烯表面粘附力和摩擦力均隨表面親水性增強而增大。摩擦力對層數(shù)的依賴隨表面親水性增強逐漸消失。粘附力對結(jié)構(gòu)缺陷不敏感,但摩擦力隨結(jié)構(gòu)缺陷程度增加而增大。增強表面親水性能... 

【文章來源】：東華大學(xué)上海市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 石墨烯表面納米摩擦與層數(shù)的關(guān)系
        1.2.2 表面改性對石墨烯表面納米摩擦的影響
        1.2.3 石墨烯表面納米摩擦和結(jié)構(gòu)缺陷的關(guān)系
        1.2.4 基底對石墨烯表面納米摩擦的作用
    1.3 石墨烯表面納米摩擦特性
        1.3.1 針尖-石墨烯界面
        1.3.2 石墨烯面外變形
        1.3.3 石墨烯-基底界面
    1.4 本文研究思路
    1.5 本文主要研究內(nèi)容
    參考文獻
第二章 基于表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的石墨烯表面納米摩擦調(diào)控
    2.1 等離子體的原理與應(yīng)用
    2.2 基于等離子體處理調(diào)控石墨烯的表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)
    2.3 表面性質(zhì)調(diào)控石墨烯表面納米摩擦
    2.4 結(jié)構(gòu)缺陷增強石墨烯表面納米摩擦
    2.5 表面性質(zhì)和結(jié)構(gòu)缺陷影響表面納米摩擦的機理分析
    2.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 不同表面性質(zhì)石墨烯表面納米摩擦特性
    3.1 原始、氧化和氟化石墨烯表面摩擦和粘附對比
    3.2 原始石墨烯表面動態(tài)摩擦過程中的粘附增強效應(yīng)
    3.3 粘附增強效應(yīng)對表面性質(zhì)的依賴性
    3.4 氧化和氟化石墨烯表面的粘附增強效應(yīng)
    3.5 粘附增強效應(yīng)的作用機理
    3.6 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 基于面外變形的石墨烯表面納米摩擦研究
    4.1 皺紋和波紋的產(chǎn)生及結(jié)構(gòu)形態(tài)
    4.2 皺紋變形對表面納米摩擦的影響
    4.3 皺紋在操縱過程中的納米摩擦行為
    4.4 石墨烯波紋變形的摩擦表征
    4.5 波紋變形表面納米摩擦特性
    4.6 面外變形影響表面納米摩擦的機理分析
        4.6.1 基于面外變形的納米摩擦機理
        4.6.2 褶皺和接觸質(zhì)量演變效應(yīng)的作用條件
        4.6.3 皺紋和波紋表面納米摩擦機理
    4.7 本章小結(jié)
    參考文獻
第五章 基底對石墨烯表面納米摩擦的影響
    5.1 基底表面性質(zhì)和變形在石墨烯面外變形中的作用
    5.2 基底表面性質(zhì)對石墨烯表面納米摩擦的影響
        5.2.1 等離子體處理調(diào)控基底表面性質(zhì)
        5.2.2 基底表面性質(zhì)對表面納米摩擦的作用
    5.3 基底變形對石墨烯表面納米摩擦的影響
        5.3.1 軟基底變形表征及對表面納米摩擦的作用
        5.3.2 表面納米摩擦的厚度和速度依賴性
    5.4 基底影響表面納米摩擦的機理分析
    5.5 本章小結(jié)
    參考文獻
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點
    6.3 展望
攻讀學(xué)位期間學(xué)術(shù)論文發(fā)表情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]石墨烯—納米探針黏結(jié)行為數(shù)值模擬及其實驗研究[D]. 張保磊.重慶大學(xué) 2015
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碩士論文
[1]離子束轟擊改性對石墨和石墨烯摩擦學(xué)行為影響及其機理[D]. 段天應(yīng).中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2018
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本文編號：3486679