微机械学中的纳米摩擦学_第三节_固液接触and固固接触
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第三节固相方法机械合金化法(高能球磨法)实验室固相反应的主要设备马弗炉和管式炉两步法制备纳米材料液相法制备前驱体固相法得到产物λ-MnO 2LiAl 0.1Mn 1.9O 4LiMn 2O 4Nano Letters, 2009,9,4109-4114.λ-MnO 2LiAl 0.1Mn 1.9O 4LiMn 2O 4被电解液侵蚀情况①②③Mn2O3Mn3O4Li1.12Mn1.88O4第四节特殊形态纳米材料的制备4.1 特殊形态纳米材料的制备4.1.1 单分散纳米材料的制备单分散纳米材料的制备为配位剂,第一次合成了高质量、单进一步发展Alivisators研究组进一步采用不同的有机配位分子包覆剂调节纳米晶体的表面能、不同的单体浓度、体系的化学势,可以调控不同晶面的生长速度,从而实现CdSe纳米晶维度的化学控制。
Nature, 2000, 404: 59-61.The average aspect ratio increases quickly just after injection, while thelength of the short axis remains nearly constant (Fig. 1a, b, d and e).As the monomer concentration depletes during growth, the aspect ratio gradually decreases to nearly one (ordinary quantum dots), but the short axis grows significantly (Fig. 1c, f and g).单分散过渡金属及氧化物的制备具体过程为:在溶有无机盐的水溶液中同时加入油酸、油酸钠和乙醇将会形成三相共存的体系,即固相的油酸钠,液相的乙醇和油酸以及溶液相的包含金属离子的水/乙醇溶液。
金属离子会在溶液相-固相以及固相-液相界面处转移并发生共沉淀或氧化还原等反应(相转移),原位得到的纳米晶会立即被油酸或十八胺等表面活性剂所包裹形成疏水表面,在重力和表面性质的共同作用下从体系中分离而沉积在反应容器底部(相分离)。
纳米摩擦学一、综述摩擦、磨损与润滑是材料表面和界面上的微观动态行为。
它涉及到金属、离子固体、半导体、陶瓷和有机材料等组成的非均匀系统的结构变化、能量转化、热力学等物理化学过程、以及在非平衡条件下的非线性流动、变形等力学行为。
仅从宏观的、连续介质的角度进行研究,难以深入地了解摩擦学现象和揭示其机理。
纳米摩擦学或称微观摩擦学是在纳米尺度上研究摩擦界面上的行为、变化、损伤及控制。
摩擦学就其性质而言属于表面科学范畴,摩擦过程中材料表面所表现的宏观特性与其微观结构密切相关。
纳米摩擦学研究提供了一种新的思维方式,即从分子、原子尺度上揭示摩擦磨损和润滑机理,建立材料微观结构与宏观特性的构性关系。
因此更加符合摩擦学的研究规律,标志着摩擦学学科发展进入一个新的阶段。
Dowson在总结20年来摩擦学的重大发展后指出人们已认识到亚微米厚度的润滑膜和表面涂层的重要作用。
现代摩擦学研究正向表面与界面科学和技术的方向发展。
纳米摩擦学(Nano Tribology)又称之为分子摩擦学(Molecular Tribology),迅速成为机械学科的前沿领域。
随着纳米科技的发展而新兴的纳米摩擦学是在原子分子尺度上研究摩擦界面上的行为、变化、损伤及其控制,成为超精密机械和微型机械研究的重要技术基础之一。
对纳米摩擦学的研究主要集中在纳米润滑与纳米摩擦两方面。
纳米摩擦学旨在原子、分子和纳米尺度下研究摩擦界面之间的摩擦、磨损与粘着行为及机理,设计和制备纳米尺度上的润滑剂和分级薄膜润滑膜,利用LB 膜技术、AFM或FFM等现代表面分析技术揭示边界润滑剂的作用机理,并用计算机进行分子动力学模拟,即建立一个包含大量粒子的离散系统,建立数学和物理模型来模拟摩擦界面。
二、实验仪器为了测量原子尺度的表面形貌和表面微观动态力学行为,纳米摩擦学的实验常采用表面力仪(Surface force apparatus)和扫描探针技术。
具体有扫描隧道显微镜(STM)、原子力显微镜(AFM)和摩擦力显微镜(FFM)。