超薄纳晶石墨烯层诱导的近零磨合期低摩擦行为研究

项目编号：51705331

   非晶碳膜在达到低摩擦状态前常会经历长时间的高摩擦磨合阶段，如何缩短乃至消除高摩擦磨合期是低摩擦应用中的重要难题。本项目提出在非晶碳膜上制造一层超薄纳晶石墨烯，来快速诱导摩擦界面上形成石墨烯，使碳膜在近零磨合期下达到低摩擦状态。针对“超薄纳晶石墨烯层诱导的近零磨合期低摩擦原理”这一核心科学问题，围绕石墨烯的形成对低摩擦的促发作用，纳晶尺寸对近零磨合期调控机制，不同摩擦条件对低摩擦的作用机理等三项内容开展研究。具体如下：（1）通过球盘型摩擦实验，结合原子力针尖增强拉曼光谱和双球差透射电镜辨析纳晶石墨烯层诱导下石墨烯的形成，揭示石墨烯的形成对低摩擦的促发作用；（2）利用纳晶尺寸控制石墨烯形成速度，澄清近零磨合期调控机制；（3）分析不同摩擦条件下石墨烯的结构演变规律，阐明石墨烯多晶结构对低摩擦行为影响机理，获得近零磨合期超低摩擦碳膜。本研究结果为具有近零磨合期低摩擦行为的薄膜设计制造提供新思路。