碳納米管摩擦性能的分子動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)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(dòng)過(guò)程以及碳納米管在鋪上氬的金剛石基底上的滑動(dòng)過(guò)程。通過(guò)對(duì)模型在不同滑移方向的模擬，以及摩擦系數(shù)與溫度、滑動(dòng)速度、載荷的關(guān)系，表明碳納米管在金剛石基底滑動(dòng)時(shí)：摩擦系數(shù)μ隨著溫度、載荷和滑動(dòng)速度的變化幾乎不變。并且在這些情況下計(jì)算出的摩擦系數(shù)μ都很小，只有0.00l的量級(jí)，我們認(rèn)為碳納米管在金剛石基底

2、上滑動(dòng)時(shí)出現(xiàn)了超固體潤(rùn)滑現(xiàn)象。其產(chǎn)生的主要原因我們認(rèn)為是當(dāng)碳納米管在金剛石基底上滑動(dòng)時(shí)，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?yàn)榉窍喾Q接觸而引起的。碳納米管在金剛石基底以及氬基底上滑動(dòng)滑動(dòng)時(shí)，碳納米管受到的摩擦力產(chǎn)生了明顯的躍動(dòng)現(xiàn)象，我們認(rèn)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(duì)位置變化是產(chǎn)生躍動(dòng)現(xiàn)象的根本原因。當(dāng)碳納米管在鋪上氬的金剛石基底上的滑動(dòng)時(shí)，摩擦力并沒(méi)有出現(xiàn)躍動(dòng)和超固體潤(rùn)滑現(xiàn)象。這主要是因?yàn)?/p>