碳納米管摩擦性能的分子動力學模擬.pdf

1、碳納米管由于特殊的空間結(jié)構(gòu)和突出的物理性能而廣泛用于各類掃描探針顯微鏡。本文采用分子動力學模擬的方法模擬了碳納米管在金剛石基底和氬基底上的滑動過程以及碳納米管在鋪上氬的金剛石基底上的滑動過程。通過對模型在不同滑移方向的模擬，以及摩擦系數(shù)與溫度、滑動速度、載荷的關(guān)系，表明碳納米管在金剛石基底滑動時：摩擦系數(shù)μ隨著溫度、載荷和滑動速度的變化幾乎不變。并且在這些情況下計算出的摩擦系數(shù)μ都很小，只有0.00l的量級，我們認為碳納米管在金剛石基底

2、上滑動時出現(xiàn)了超固體潤滑現(xiàn)象。其產(chǎn)生的主要原因我們認為是當碳納米管在金剛石基底上滑動時，由于上表面(碳納米管)的晶格方向與下表面(金剛石)的晶格方向為非相稱接觸而引起的。碳納米管在金剛石基底以及氬基底上滑動滑動時，碳納米管受到的摩擦力產(chǎn)生了明顯的躍動現(xiàn)象，我們認為微觀狀態(tài)下，上、下表面間的晶格隨著滑移而導(dǎo)致的相對位置變化是產(chǎn)生躍動現(xiàn)象的根本原因。當碳納米管在鋪上氬的金剛石基底上的滑動時，摩擦力并沒有出現(xiàn)躍動和超固體潤滑現(xiàn)象。這主要是因為