發(fā)布時間：2017-12-30 19:42

  本文關(guān)鍵詞：二維材料納尺度摩擦性能研究　出處：《江蘇大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 石墨烯 二硫化鉬 局域氧化 摩擦力 粘附力 原子力顯微鏡

【摘要】：石墨烯、二硫化鉬等二維材料具有優(yōu)異的物理、化學(xué)、力學(xué)性能,在納器件領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。在納尺度下,由于器件尺寸減小,其表面效應(yīng)增大,與其相關(guān)的表面力如表面粘附與摩擦磨損等對器件有著重要影響,嚴(yán)重制約著納器件系統(tǒng)的發(fā)展。同時在微/納機電系統(tǒng)(M/NEMS)的應(yīng)用中通常會涉及電場的作用,而電場對表面力也會產(chǎn)生一定的影響。因此為了使這些材料更好地應(yīng)用于納器件中,有必要對其外電場作用下的摩擦性能進行深入研究。(1)分別通過給樣品和探針加電壓的方式,利用原子力顯微鏡(AFM)研究了外電場作用下化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯表面的摩擦性能。結(jié)果表明針尖加電壓時,摩擦力沒有明顯變化,但給樣品加電壓時,摩擦力有明顯變化,且摩擦力隨著電壓的增大而增大,電壓越大,摩擦力的增幅也越大。且電壓對石墨烯摩擦力的影響是完全可逆的。通過對針尖與樣品表面黏附力和靜電力研究發(fā)現(xiàn),外加電壓導(dǎo)致摩擦力增大的原因是電壓變大導(dǎo)致針尖與石墨烯表面間靜電力變大,進一步導(dǎo)致粘附力變大,所以摩擦力也變大。(2)在大氣室溫下,利用原子力顯微鏡導(dǎo)電探針及局域氧化技術(shù)在化學(xué)氣相沉積法制備的石墨烯表面快速構(gòu)筑了規(guī)則的納米網(wǎng)格結(jié)構(gòu),并對其表面摩擦和黏附性能進行了表征,結(jié)果顯示石墨烯轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯后摩擦力增加了近6倍,由于表面粗糙度的增加,石墨烯正常區(qū)域的粘附力比納米網(wǎng)格的粘附力稍大。(3)通過微機械剝離法制備得到二硫化鉬納米片,并利用原子力顯微鏡對其摩擦性質(zhì)進行了表征。發(fā)現(xiàn)對針尖施加外加正向電壓時,摩擦力明顯增大,且外加電壓越大,摩擦力越大;當(dāng)針尖施加負向電壓時,摩擦力具有類似的增大趨勢。同時也發(fā)現(xiàn)摩擦力隨電壓的變化是可逆的,顯示電壓對摩擦力的控制具有很好的開關(guān)效應(yīng)。
[Abstract]:Graphene, molybdenum disulfide and other two-dimensional materials have excellent physical, chemical and mechanical properties, and have great application prospects in the field of nano devices. The surface forces, such as surface adhesion and friction and wear, play an important role in the device. At the same time, the role of electric field is usually involved in the application of micro / nano electromechanical systems (MEMS / NMS). The electric field will also have a certain effect on the surface force. Therefore, in order to make these materials better used in nanodevices. It is necessary to further study the friction properties of the samples under the action of external electric field. The friction properties of graphene surface prepared by chemical vapor deposition under external electric field were studied by atomic force microscope (AFM). The results show that the friction force does not change obviously when the tip of the needle is applied to the voltage. But when the voltage is applied to the sample, the friction force changes obviously, and the friction force increases with the increase of the voltage, and the voltage increases. The effect of voltage on the friction of graphene is completely reversible. The reason for the increase of friction force caused by applied voltage is that the electrostatic force between the tip of the needle and the surface of graphene becomes larger and the adhesion force becomes larger, so the friction force also increases at room temperature in the atmosphere. A regular nano-grid structure was constructed on graphene surface prepared by chemical vapor deposition with atomic force microscope (AFM) conductive probe and local oxidation technique. The surface friction and adhesion properties of graphene were characterized. The results show that the friction force of graphene is increased by nearly 6 times after the conversion of graphene to graphene oxide, due to the increase of surface roughness. The adhesion force of graphene in normal region is slightly larger than that of nano-grid. 3) Molybdenum disulfide nanocrystals were prepared by micromechanical stripping method. The friction properties were characterized by atomic force microscope (AFM). It is found that the friction force increases obviously when the positive voltage is applied to the tip of the needle, and the greater the applied voltage, the greater the friction force. At the same time, it is found that the variation of friction force with voltage is reversible, which shows that the voltage has a good switching effect on the control of friction force.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TB30

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;石墨烯相變研究取得新進展[J];潤滑與密封;2009年05期

2 ;科學(xué)家首次用納米管制造出石墨烯帶[J];電子元件與材料;2009年06期

3 ;石墨烯研究取得系列進展[J];高科技與產(chǎn)業(yè)化;2009年06期

4 ;新材料石墨烯[J];材料工程;2009年08期

5 ;日本開發(fā)出在藍寶石底板上制備石墨烯的技術(shù)[J];硅酸鹽通報;2009年04期

6 馬圣乾;裴立振;康英杰;;石墨烯研究進展[J];現(xiàn)代物理知識;2009年04期

7 傅強;包信和;;石墨烯的化學(xué)研究進展[J];科學(xué)通報;2009年18期

8 ;納米中心石墨烯相變研究取得新進展[J];電子元件與材料;2009年10期

9 徐秀娟;秦金貴;李振;;石墨烯研究進展[J];化學(xué)進展;2009年12期

10 張偉娜;何偉;張新荔;;石墨烯的制備方法及其應(yīng)用特性[J];化工新型材料;2010年S1期

相關(guān)會議論文 前10條

1 成會明;;石墨烯的制備與應(yīng)用探索[A];中國力學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)大會'2009論文摘要集[C];2009年

2 錢文;郝瑞;侯仰龍;;液相剝離制備高質(zhì)量石墨烯及其功能化[A];中國化學(xué)會第27屆學(xué)術(shù)年會第04分會場摘要集[C];2010年

3 張甲;胡平安;王振龍;李樂;;石墨烯制備技術(shù)與應(yīng)用研究的最新進展[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第3分冊）[C];2010年

4 趙東林;白利忠;謝衛(wèi)剛;沈曾民;;石墨烯的制備及其微波吸收性能研究[A];第七屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集（第7分冊）[C];2010年

5 沈志剛;李金芝;易敏;;射流空化方法制備石墨烯研究[A];顆粒學(xué)最新進展研討會——暨第十屆全國顆粒制備與處理研討會論文集[C];2011年

6 王冕;錢林茂;;石墨烯的微觀摩擦行為研究[A];2011年全國青年摩擦學(xué)與表面工程學(xué)術(shù)會議論文集[C];2011年

7 趙福剛;李維實;;樹枝狀結(jié)構(gòu)功能化石墨烯[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

8 吳孝松;;碳化硅表面的外延石墨烯[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

9 周震;;后石墨烯和無機石墨烯材料:計算與實驗的結(jié)合[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第4分會場摘要集[C];2012年

10 周琳;周璐珊;李波;吳迪;彭海琳;劉忠范;;石墨烯光化學(xué)修飾及尺寸效應(yīng)研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 姚耀;石墨烯研究取得系列進展[N];中國化工報;2009年

2 劉霞;韓用石墨烯制造出柔性透明觸摸屏[N];科技日報;2010年

3 記者 王艷紅;“解密”石墨烯到底有多奇妙[N];新華每日電訊;2010年

4 本報記者 李好宇 張們捷(實習(xí)) 特約記者 李季;石墨烯未來應(yīng)用的十大猜想[N];電腦報;2010年

5 證券時報記者 向南;石墨烯貴過黃金15倍 生產(chǎn)不易炒作先行[N];證券時報;2010年

6 本報特約撰稿 吳康迪;石墨烯 何以結(jié)緣諾貝爾獎[N];計算機世界;2010年

7 記者 謝榮　通訊員 夏永祥 陳海泉 張光杰;石墨烯在泰實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化[N];泰州日報;2010年

8 本報記者 紀(jì)愛玲;石墨烯：市場未啟 炒作先行[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2011年

9 周科競;再說石墨烯的是與非[N];北京商報;2011年

10 王小龍;新型石墨烯材料薄如紙硬如鋼[N];科技日報;2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 呂敏;雙層石墨烯的電和磁響應(yīng)[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

2 羅大超;化學(xué)修飾石墨烯的分離與評價[D];北京化工大學(xué);2011年

3 唐秀之;氧化石墨烯表面功能化修飾[D];北京化工大學(xué);2012年

4 王崇;石墨烯中缺陷修復(fù)機理的理論研究[D];吉林大學(xué);2013年

5 盛凱旋;石墨烯組裝體的制備及其電化學(xué)應(yīng)用研究[D];清華大學(xué);2013年

6 姜麗麗;石墨烯及其復(fù)合薄膜在電極材料中的研究[D];西南交通大學(xué);2015年

7 姚成立;多級結(jié)構(gòu)石墨烯/無機非金屬復(fù)合材料的仿生合成及機理研究[D];安徽大學(xué);2015年

8 伊丁;石墨烯吸附與自旋極化的第一性原理研究[D];山東大學(xué);2015年

9 梁巍;基于石墨烯的氧還原電催化劑的理論計算研究[D];武漢大學(xué);2014年

10 王義;石墨烯的模板導(dǎo)向制備及在電化學(xué)儲能和腫瘤靶向診療方面的應(yīng)用[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 詹曉偉;碳化硅外延石墨烯以及分子動力學(xué)模擬研究[D];西安電子科技大學(xué);2011年

2 王晨;石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)及其對電化學(xué)性能的影響[D];北京化工大學(xué);2011年

3 苗偉;石墨烯制備及其缺陷研究[D];西北大學(xué);2011年

4 蔡宇凱;一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯納米器件的研究[D];南京郵電大學(xué);2012年

5 金麗玲;功能化石墨烯的酶學(xué)效應(yīng)研究[D];蘇州大學(xué);2012年

6 黃凌燕;石墨烯拉伸性能與尺度效應(yīng)的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

7 劉汝盟;石墨烯熱振動分析[D];南京航空航天大學(xué);2012年

8 雷軍;碳化硅上石墨烯的制備與表征[D];西安電子科技大學(xué);2012年

9 于金海;石墨烯的非共價功能化修飾及載藥系統(tǒng)研究[D];青島科技大學(xué);2012年

10 李晶;高分散性石墨烯的制備[D];上海交通大學(xué);2013年

，

本文編號：1356223