結(jié)合Langmuir-Blodgett和自組裝技術(shù)制備納米潤滑薄膜的研究.pdf

1、LB膜作為超薄潤滑膜有望解決磁記錄、MEMS/NEMS等高新技術(shù)中運動部件的摩擦磨損問題。LB膜作為薄膜潤滑成功應(yīng)用于工程實際的兩個關(guān)鍵難點是設(shè)法提高其負(fù)荷承載能力、熱穩(wěn)定性和提高膜基結(jié)合強(qiáng)度。 而自組裝技術(shù)不受基底材料和形狀的影響，適合于大面積組裝，是一種簡單制備納米潤滑薄膜的有效方法。 本論文主要涉及到以下兩方面的工作： 一、結(jié)合LB技術(shù)制備ZrO<,2>潤滑薄膜的研究結(jié)合LB技術(shù)在單晶硅表面制備了致密的Zr

2、O<,2>薄膜，AFM測試表明所制備的Zr02薄膜表面形貌與層數(shù)呈現(xiàn)明顯的對應(yīng)關(guān)系。LB膜層數(shù)為7時，薄膜由粒徑大約為30納米的致密顆粒組成，沒有明顯的裂紋存在，表面致密均勻，形貌均一。在LB膜層數(shù)為1時，所得ZrO<,2>薄膜表面由稀疏顆粒組成；而當(dāng)層數(shù)達(dá)到50時，相應(yīng)的Zr02薄膜表面凸凹不平，呈現(xiàn)明顯的多層堆疊。XPS測試表明：薄膜表面除了少量的硫酸鋯鹽外，主要成分為ZrO<,2>。摩擦磨損實驗表明：利用該方法制備的ZrO<,2>

3、薄膜適于在低載荷，低滑動速度下作為減摩抗磨保護(hù)涂層。在潤滑初始階段，磨損機(jī)理為輕微擦傷，而較長磨損時間后，磨痕表面呈現(xiàn)較嚴(yán)重的塑性變形，表、現(xiàn)為擦傷和剝落的特征。 二、結(jié)合LB和自組裝技術(shù)制備La<,2>O<,3>潤滑薄膜的摩擦學(xué)研究 分別結(jié)合LB和自組裝技術(shù)在羥基化的Si表面成功制備了氧化鑭薄膜。我們對兩種樣品分別進(jìn)行了AFM表征?？梢钥闯?，結(jié)合LB技術(shù)制備的氧化鑭薄膜的表面形貌與所提取LB膜的層數(shù)呈現(xiàn)一定的對應(yīng)關(guān)系。

4、隨著所提拉花生酸鑭LB膜層數(shù)的增加，薄膜表面顆粒密度逐漸增大。而結(jié)合自組裝技術(shù)制備的氧化鑭薄膜的表面形貌均勻，薄膜表面由致密均勻小顆粒組成，但伴有少量團(tuán)簇顆粒存在。XPS元素分析表明：兩種薄膜均由La<,2>O<,3>構(gòu)成。摩擦磨損試驗結(jié)果表明，利用這兩種方法制備的薄膜均表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩耐磨性能，具有低的摩擦系數(shù)和長的耐磨壽命。并結(jié)合磨痕的SEM圖像探討了兩種薄膜的摩擦潤滑機(jī)理。我們對這兩種薄膜分別進(jìn)行了歸屬，認(rèn)為結(jié)合LB技術(shù)制備的薄膜