由Si兴奋剂引起的a-C膜之间的界面接触和剪切行为变化
1State Key Laboratory of Mechanical Transmissions, Chongqing University, Chongqing 400044, China.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|July 4, 2023
概括
在无形碳膜中的兴奋剂优化了tribological属性. 最佳7.2%的含量通过抑制不良链条形成来减少磨损和运行时间,提高了薄膜的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 部落学 (tribology) 是一个学科.
- 计算化学计算化学
背景情况:
- 无形碳 (a-C) 薄膜在tribological应用中被广泛使用.
- 了解兴奋剂对a-C膜特性的影响对于性能提升至关重要.
- (Si) 兴奋剂是一种常见的策略,用于修改a-C膜的机械和 Tribological 行为.
研究的目的:
- 研究不同含量对无形碳膜摩擦和剪切行为的影响.
- 为了确定最佳的兴奋剂度,以提高 Tribological 性能.
- 阐明控制对a-C tribology影响的原子尺度机制.
主要方法:
- 使用了反应分子动力学 (ReaxFF-MD) 模拟.
- 模拟涵盖了从0到20原子百分比 (%) 的度范围.
- 分析的重点是摩擦,剪切,磨损,时间运行和界面原子结构.
主要成果:
- 确定了7.2%的最佳兴奋剂含量.
- 在7.2%Si下,薄膜的摩擦力与未使用过的薄膜相当,但磨损率显著降低 (40%) 和运行时间 (60%).
- 适当的Si兴奋剂抑制了有害的全碳桥梁链和高度Si参与链的形成.
结论:
- 兴奋剂是一种有效的策略,可以增强无形碳膜的tribological特性.
- 最佳的含量 (7.2%) 平衡了摩擦,显著改善了磨损和耐用性.
- 这项研究揭示了修改界面结合并提高 tribological 性能的原子级机制.
