横向应力场对原子尺度摩擦的调制

• 作者: 刘大猛 庞华 郭一伯
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 原子尺度摩擦 应力场调制 二维材料 PT模型 摩擦能量耗散 等效刚度 表面势垒
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 187-193,220
• 页数: 8页
• 分类号: TH117
• 字数: 4627字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.01.022

摘要

目的 探索横向应力场对原子尺度摩擦能量耗散的调制规律.方法 采用微机械剥离方法制备单层至多层MoS2样品,利用光学显微镜、高波数拉曼光谱、低波数拉曼光谱精确确定MoS2的层数.通过原子力显微镜,对单层至多层MoS2进行原子尺度摩擦实验,探索横向应力场对原子尺度摩擦参数及摩擦能量耗散的调制规律.基于独立振子模型,分别评价等效刚度k和表面势垒U0对MoS2原子尺度摩擦行为的影响,并通过独立振子模型计算MoS2原子尺度摩擦能量耗散.结果 在无应变的情况下,随着MoS2层数的增加,等效刚度从2.92 N/m增加至7.41 N/m,表面势垒从0.36 eV增加至0.58 eV.单层MoS2平均摩擦力最大,双层MoS2次之,多层MoS2最小.当应变从0增加至1.06％时,单层MoS2的等效刚度从2.92 N/m增加到12.03 N/m,表面势垒从0.36 eV增加至2.94 eV,但是应力场对表面势垒的调制作用更强,从而导致相对势垒η与应力场呈正相关.随着应力场的增加,原子尺度摩擦能量耗散增加,而且当应力场刚开始作用于MoS2时,摩擦能量耗散显著增大.单层MoS2的摩擦能量耗散从无应变时的1.3×10–13 J增加到应变为0.53％时的1.9×10–12 J.结论 研究能量耗散不仅有助于探究摩擦本质,而且可实现能量耗散的调制.该工作促进了原子尺度摩擦能量耗散的研究,为摩擦能量耗散调制提供了新的方向.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	郭一伯	清华大学摩擦学国家重点实验室	1	0	0.0	0.0
2	庞华	清华大学摩擦学国家重点实验室	2	0	0.0	0.0
3	刘大猛	清华大学摩擦学国家重点实验室	2	0	0.0	0.0