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    微納米力學清楚地展現了微米尺度的超潤滑可以出現

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    瀏覽:- 發布日期:2017-12-27 14:40:58【

    [文章導讀] 固體之間的摩擦是所有物理現象中最具挑戰性的問題之一。幾千年來人類一直在努力控制和減小摩擦(例如車輪和車軸之間的摩擦)。據統計,全世界約1/3的一次性能源由摩擦過程消耗;工業發達國家因摩擦磨損造成的損失高達GDP的5%-7%?,F代制造領域呈現出超精密化和微型化趨勢,由于比表面積的增大,界面摩擦成為一個決定性的因素。

    固體之間的摩擦是所有物理現象中最具挑戰性的問題之一。幾千年來人類一直在努力控制和減小摩擦(例如車輪和車軸之間的摩擦)。據統計,全世界約1/3的一次性能源由摩擦過程消耗;工業發達國家因摩擦磨損造成的損失高達GDP5%-7%?,F代制造領域呈現出超精密化和微型化趨勢,由于比表面積的增大,界面摩擦成為一個決定性的因素。

     

    微納米力學測試與組裝系統

    超潤滑或稱結構潤滑20世紀90年代早期由平野元久提出的由于晶體表面以非公度形式接觸時,可能出現的界面摩擦和磨損幾乎為零的現象。超潤滑是解決摩擦磨損問題的根本途徑,若能獲得普遍應用,將是人類文明史上的一大進步。過去二十年中超潤滑實驗現象主要在微納米力學尺度以及高真空條件下實現,并且被認為在大尺度下不存在該現象。這極大的限制了超潤滑的實際應用。

     

    微納米力學清楚地展現了微米尺度的超潤滑可以出現

    微納米力學點擊了解詳情)中心的研究團隊根據表面能驅動力和接觸面積估算的摩擦剪應力上界(0.020.04MPa)遠遠小于目前公認的超潤滑摩擦剪應力(0.11.0MPa)。當有意識的利用微機械臂旋轉移出的石墨島頂層,他們發現在特定的角度下,自回復現象完全消失。這些自鎖角度成6次面內對稱,和石墨的面內晶格對稱性完全吻合。實驗而且證實在自鎖情況下,摩擦剪應力極限提高了3個量級(約為0.1GPa)。

     

    這說明石墨島的自縮回現象是超潤滑的直接體現,清楚地展現了微納米力學尺度的超潤滑可以出現。特別值得注意的是該超潤滑現象可以在大氣環境中實現,并且具有極好的重復性。

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