石墨烯交联结构诱导下纳晶碳膜摩擦学行为原位观察测试研究

项目编号：51305332

针对“石墨烯交联结构诱导下纳晶碳膜纳米尺度摩擦学行为原理”这一科学问题，本项目开展不同纳晶尺寸石墨烯交联结构碳膜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。通过电镜中纳米压痕实验测试不同尺寸纳晶碳膜发生接触位移跳动时的临界载荷，原位观察位移跳动时交联结构的分解程度，明确石墨烯交联结构解对接触位移跳动的引发效应。通过电镜中滑动摩擦实验测试不同尺寸纳晶碳膜定载荷滑动中的摩擦力变化曲线，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。通过电镜中往复磨损实验测试不同尺寸纳晶碳膜产生磨损时的临界滑动次数，原位观察磨损实验中纳晶碳膜的失效形态以及交联结构的变化，揭示石墨烯交联结构差异对磨损失效形态的影响机制。研究结果将建立石墨烯交联结构诱导下纳晶碳膜在纳米尺度的摩擦学行为体系，为实现纳晶碳膜的纳米尺度摩擦学行为控制提供研究基础。