环境电镜原位观察的纳米表面行为评价


研究目标

碳材料在纳米表面摩擦学研究中的引领地位,为了从内部结构演化的角度溯源,理解纳晶碳膜摩擦界面的物理本质、进而控制纳晶碳膜在机械系统中的纳米摩擦学行为,开展不同结构碳纳米表面与金刚石探针在纳米尺度接触、摩擦和磨损的原位透射电镜观察测试研究。进而科学地建立碳基纳米表面的摩擦学行为控制体系。


研究内容

1. 通过原位纳米压痕实验测试不同尺寸石墨烯交联结构纳晶碳膜的载荷-位移曲线,得到位移跳动时的临界载荷。同时原位观察接触位移跳动时不同尺寸纳晶交联结构的分解程度,阐明石墨烯交联结构分解对接触位移跳动的引发效应。

2. 通过定载荷原位滑动摩擦实验测试不同尺寸石墨烯交联结构纳晶碳膜的摩擦力随滑动距离的变化曲线。原位观察摩擦力变化过程中交联结构的分解与再形成,阐明石墨烯交联结构演化对摩擦剪切程度的调节作用。

3. 通过定载荷原位往复磨损实验测试不同尺寸石墨烯交联结构纳晶碳膜的临界磨损滑动次数。原位观察磨损实验过程中纳晶碳膜的失效形态以及交联结构的变化,阐明石墨烯交联结构差异对磨损失效形态的影响机制。


预期成果

自主研发电镜原位观察中的纳米摩擦系统,申请国际发明专利。在国际顶尖学术杂志(Acta Mater., Nanotechnology等)发表研究成果,创立国际知名“纳米表面电镜原位观察”研究团队。