外加电场和晶界对二维过渡金属硫族化合物纳米摩擦性能影响
发布时间：2021-04-22 07:03
二硫化钼（MoS2）和二硒化钼（MoSe2）在纳米摩擦润滑领域具有良好的应用前景,研究MoS2和MoSe2摩擦性能将促进其作为固体润滑材料在微/纳机电系统（MEMS/NEMS）中的应用。由于工业的快速发展,MEMS/NEMS将应用于复杂的工业环境中,所以探究外加电场和材料缺陷对于MoS2和MoSe2摩擦性能的影响对其实际应用十分重要。本文通过化学气相沉积法（CVD）制备了单层MoSe2和单层多晶MoS2,基于先进扫描探针技术分别研究外加电场对于单层MoSe2摩擦性能的影响和不同角度晶界对单层多晶MoS2摩擦性能的影响。探究电场和晶界对于MoS2和MoSe2摩擦性能的影响,有利于更加深入理解其纳米摩擦机制,并为调控纳米摩擦力提供新思路。本文主要研究内容如下:（1）为了探究MoSe2在电场作用下摩擦行为及相应...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 纳米摩擦学发展状况
1.2.1 摩擦力显微探针技术
1.2.2 二维层状材料纳米摩擦研究
2和MoS2摩擦性能研究现状"> 1.3 MoSe2和MoS2摩擦性能研究现状
2和MoS2的结构"> 1.3.1 MoSe2和MoS2的结构
2摩擦性能研究现状"> 1.3.2 MoSe2摩擦性能研究现状
2摩擦性能研究现状"> 1.3.3 MoS2摩擦性能研究现状
1.4 外加电场和材料缺陷对摩擦性能影响研究现状
1.4.1 外加电场对于摩擦性能影响研究现状
1.4.2 材料缺陷对于摩擦性能影响研究现状
1.5 本文研究目的与主要内容。
1.5.1 研究目的
1.5.2 主要内容
第2章 材料制备、表征和测试原理
2.1 实验试剂与设备
2.2 二硫化物样品的制备方法
2.2.1 制备方法介绍
2.2.2 样品制备
2.3 二硫化物样品的表征
2.3.1 光学显微镜表征
2.3.2 AFM表征
2.3.3 拉曼光谱表征
2.3.4 SEM表征
2.3.5 SKPM表征
2.4 实验测试原理
2.4.1 摩擦力测试原理
2.4.2 力-位移曲线原理与分析
第3章 外加电场对单层二硒化钼纳米片摩擦性能的影响
3.1 静电力理论模型
3.2 外加电场下单层二硒化钼摩擦力-负载变化
3.2.1 实验原理图
3.2.2 样品偏压对摩擦力的影响
3.2.3 电场下探针磨损对实验结果的影响
3.3 电场对单层二硒化钼粘附力、静电力和表面电势的影响
3.3.1 不同电压下的粘附力和表面电势变化
3.3.2 不同电压下的实验静电力与理论静电力
3.3.3 不同电压下的表面电势
3.4 充电时间对不同区域摩擦力和表面电势的影响
3.4.1 充电区域的摩擦力和表面电势随充电时间的变化
3.4.2 不同区域摩擦力对比试验
3.4.3 不同区域表面电势对比试验
3.5 本章小节
第4章 晶界对单层多晶二硫化钼摩擦性能的影响
4.1 不同角度晶界AFM表征
4.2 晶界摩擦性能测试
4.2.1 摩擦实验条件及示意图
4.2.2 不同角度晶界处的力-位移曲线与粘附力
4.2.3 不同角度晶界的摩擦力测试
4.3 不同角度晶界对单层多晶二硫化钼摩擦性能的影响
4.3.1 不同角度晶界处的摩擦力与摩擦系数
4.3.2 包含晶界的二硫化钼局域摩擦力与摩擦系数
4.4 晶界角度和法向负载对单层多晶二硫化钼摩擦耗散的影响
4.4.1 摩擦耗散定义及计算方法
4.4.2 晶界角度与法向负载对摩擦耗散的影响
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 论文展望
参考文献
致谢
研究生期间科研成果和参与项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]横向应力场对原子尺度摩擦的调制[J]. 郭一伯,庞华,刘大猛. 表面技术. 2020(01)
[2]电接触材料摩擦学研究进展[J]. 谢博华,鞠鹏飞,吉利,李红轩,周惠娣,陈建敏. 摩擦学学报. 2019(05)
[3]载流摩擦磨损研究现状及展望[J]. 惠阳,刘贵民,闫涛,杜林飞,周雳. 材料导报. 2019(13)
[4]晶界对单层多晶MoS2和MoSe2摩擦性能的影响[J]. 张欢,何文远,严鑫洋,郑学军. 表面技术. 2019(05)
[5]Friction characteristics of mechanically exfoliated and CVD-grown single-layer MoS2[J]. Dinh Le Cao KY,Bien-Cuong TRAN KHAC,Chinh Tam LE,Yong Soo KIM,Koo-Hyun CHUNG. Friction. 2018(04)
[6]二维材料纳米尺度摩擦行为及其机制[J]. 李群仰,张帅,祁一洲,姚泉舟,黄月华. 固体力学学报. 2017(03)
本文编号：3153353
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 纳米摩擦学发展状况
1.2.1 摩擦力显微探针技术
1.2.2 二维层状材料纳米摩擦研究
2和MoS2摩擦性能研究现状"> 1.3 MoSe2和MoS2摩擦性能研究现状
2和MoS2的结构"> 1.3.1 MoSe2和MoS2的结构
2摩擦性能研究现状"> 1.3.2 MoSe2摩擦性能研究现状
2摩擦性能研究现状"> 1.3.3 MoS2摩擦性能研究现状
1.4 外加电场和材料缺陷对摩擦性能影响研究现状
1.4.1 外加电场对于摩擦性能影响研究现状
1.4.2 材料缺陷对于摩擦性能影响研究现状
1.5 本文研究目的与主要内容。
1.5.1 研究目的
1.5.2 主要内容
第2章 材料制备、表征和测试原理
2.1 实验试剂与设备
2.2 二硫化物样品的制备方法
2.2.1 制备方法介绍
2.2.2 样品制备
2.3 二硫化物样品的表征
2.3.1 光学显微镜表征
2.3.2 AFM表征
2.3.3 拉曼光谱表征
2.3.4 SEM表征
2.3.5 SKPM表征
2.4 实验测试原理
2.4.1 摩擦力测试原理
2.4.2 力-位移曲线原理与分析
第3章 外加电场对单层二硒化钼纳米片摩擦性能的影响
3.1 静电力理论模型
3.2 外加电场下单层二硒化钼摩擦力-负载变化
3.2.1 实验原理图
3.2.2 样品偏压对摩擦力的影响
3.2.3 电场下探针磨损对实验结果的影响
3.3 电场对单层二硒化钼粘附力、静电力和表面电势的影响
3.3.1 不同电压下的粘附力和表面电势变化
3.3.2 不同电压下的实验静电力与理论静电力
3.3.3 不同电压下的表面电势
3.4 充电时间对不同区域摩擦力和表面电势的影响
3.4.1 充电区域的摩擦力和表面电势随充电时间的变化
3.4.2 不同区域摩擦力对比试验
3.4.3 不同区域表面电势对比试验
3.5 本章小节
第4章 晶界对单层多晶二硫化钼摩擦性能的影响
4.1 不同角度晶界AFM表征
4.2 晶界摩擦性能测试
4.2.1 摩擦实验条件及示意图
4.2.2 不同角度晶界处的力-位移曲线与粘附力
4.2.3 不同角度晶界的摩擦力测试
4.3 不同角度晶界对单层多晶二硫化钼摩擦性能的影响
4.3.1 不同角度晶界处的摩擦力与摩擦系数
4.3.2 包含晶界的二硫化钼局域摩擦力与摩擦系数
4.4 晶界角度和法向负载对单层多晶二硫化钼摩擦耗散的影响
4.4.1 摩擦耗散定义及计算方法
4.4.2 晶界角度与法向负载对摩擦耗散的影响
4.5 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 论文总结
5.2 论文展望
参考文献
致谢
研究生期间科研成果和参与项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]横向应力场对原子尺度摩擦的调制[J]. 郭一伯,庞华,刘大猛. 表面技术. 2020(01)
[2]电接触材料摩擦学研究进展[J]. 谢博华,鞠鹏飞,吉利,李红轩,周惠娣,陈建敏. 摩擦学学报. 2019(05)
[3]载流摩擦磨损研究现状及展望[J]. 惠阳,刘贵民,闫涛,杜林飞,周雳. 材料导报. 2019(13)
[4]晶界对单层多晶MoS2和MoSe2摩擦性能的影响[J]. 张欢,何文远,严鑫洋,郑学军. 表面技术. 2019(05)
[5]Friction characteristics of mechanically exfoliated and CVD-grown single-layer MoS2[J]. Dinh Le Cao KY,Bien-Cuong TRAN KHAC,Chinh Tam LE,Yong Soo KIM,Koo-Hyun CHUNG. Friction. 2018(04)
[6]二维材料纳米尺度摩擦行为及其机制[J]. 李群仰,张帅,祁一洲,姚泉舟,黄月华. 固体力学学报. 2017(03)
本文编号：3153353
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxuehuagong/3153353.html
