Eyring流体非稳态弹流润滑完全数值分析

导出了Ｅｙｒｉｎｇ流体非稳态雷诺方程，在采用差分方法对非稳态弹流润滑过程进行 数值求解的基础上，着重分析了润滑剂的非牛顿效应。文中的完全数值分析为摩擦力的 计算以及润滑表面接触疲劳的研究提供了精确的压力分布和膜厚大小。     

超薄膜流体摩擦的微观机制

为揭示超薄膜的特性与其微观结构的关系 ,运用分子动力学模拟的方法进行了研究。模拟系统采用云母晶面作为固体壁面 ,十六烷采用珠簧模型。模拟表明 ,超薄膜状态下流体出现了层状的类固态微观结构。采用固液比作为类固态与类液态的比例指标 ,发现等效粘度的上升是薄膜流体类固化造成的。模拟发现了摩擦力的非线性特性 ,这种非线性与超薄膜微观结构的变化具有较好的对应性     

可公度自组装膜原子尺度黏-滑摩擦特性研究

使用经典分子动力学模拟的方法研究了金(111)上自组装膜的挤压和摩擦过程.计算结果表明摩擦力对应于表面的几何结构而周期变化.膜中不同单体粒子(头基和尾基)以有序的黏滑和跳跃的方式运动.静止下层膜的头基都有2～3个准稳态位置.黏滞阶段头基在其中一个准稳态处振荡,两层相对滑动膜的尾基一起被拖动.而在滑动阶段头基同时跳动到一个新的准稳态,上层膜的尾基相对下层向前跳动晶格常数的一半.由此建立起摩擦过程中自组装膜链分子完整的运动模式并和Tomlinson模型所预测的进行了比较.     

表面力仪及其在表面接触研究中的应用

介绍了清华大学摩擦学国家重点实验室研制的表面力仪（ＳＦＡ）的原理及其构造,并应用它对固体的微观接触进行了初步的研究,比较了粘着与无粘着时的接触。实验表明,Ｈｅｒｔｚ理论与无粘着接触时的实验非常吻合,ＪＫＲ理论则较好地描述了粘着时的现象。     

润滑表面膜在线电测技术研究

为了在线研究摩擦副中表面膜的变化,提出采用摩擦副间的动态接触电阻定性地表征表面膜状态的测试技术．测量电路包括四臂电桥测电阻,信号放大、光耦隔离等模块．针对往复运动的特点,提出了可揭示表面膜状态的数据处理方法,并在自制的缸套／活塞环摩擦试验机上进行润滑条件下表面膜形成和损伤的试验研究．研究表明：采用接触电阻法可在线观测表面膜的形成、损伤及恢复等表面膜变化比较显著的过程．     

薄膜润滑与纳米流变学研究的进展

综述了薄膜润滑和纳米流变学最新研究成果及其对宏观摩擦学的贡献。当润滑膜厚度接近分子尺度时，润滑剂的流变性质和物理状态将经历很大的变化，包括有序结构形成，等效粘度增加，松驰过程减缓，固化或玻璃态转化以及由此产生的粘滑运动。说明在弹流和边界润滑之间可能存在一种特殊的薄膜润滑状态，即润滑剂的流动及流体动力效应依然存在，但其行为已大大不同于经典理论所预测的规律。目前有关薄膜润滑的理论尚在发展之中，它将为高技术微系统的开发，实现摩擦控制和界面设计提供理论基础。     

基于自组装膜的多壁碳纳米管模板化沉积

在同一基底上构建甲基与氨基表面自组装膜模板, 将模板浸入多壁碳纳米管N,N-二甲基甲酰胺(DMF)分散液中, 由于氨基与甲基表面自组装膜分别对分散液中碳纳米管有吸附和排斥作用, 多壁碳纳米管选择性地沉积到模板的氨基表面自组装膜区域, 实现了碳纳米管的模板化可控沉积, 对常温下构建基于碳纳米管的纳米结构与器件具有重要的意义.     

有边界润滑的往复运动摩擦副中的表面膜

为了研究摩擦副中表面膜的形成条件、化学成分和状态等,用接触电阻考察了全配方机油润滑条件下往复运动的缸套/活塞环摩擦副中表面膜的形成过程,并采用Auger电子能谱仪(AES)、X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)系统研究了表面膜的成分、厚度、化学价态等特性。分析表明缸套试样上表面膜厚约1μm,含有以无定型状态存在的大量碳、氧化物及少量复杂的摩擦化学反应产物。研究表明,接触电阻法可实时监测表面膜的形成过程。     

解理云母表面粘着特性的实验

为了解粘着行为的机理,对法向力测量系统进行了改进,利用应变测量和动态应变仪连续采集信号实现对分离力的实时动态测量,理论分辨率达到0.023mN。利用该系统对新鲜解理云母作为接触副的趋近分离实验现象进行了测量,发现新鲜解理云母直接接触时的分离力随着接触次数的增加而减小。在中间层存在水膜时,分离力增加约3倍,这验证了弯月面力对粘着力有显著影响,同时证明系统的动力学特性能够导致突跳现象的发生,且不一定伴随表面的破坏或塑性变形。     

AFM纳米操纵中侧向推动力的测量方法

纳米级操纵技术是制造纳米级结构、器件的重要方法之一,同时也是研究纳米粒子之间相互作用的重要手段.该文在运用原子力显微镜的探针操纵碳纳米管的同时,开发了一种纳米级操纵力的同步测量方法.应用该方法,成功测量出了操纵、切割碳纳米管的侧向力信息,从而为研究纳米粒子、基体与操纵工具之间的相互作用提供了最直接的力学信息和实验结果.在此基础上,可以进行初步的纳米设计,研究纳米新材料的力学特性.