【摘 要】
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本文采用分子动力学模拟的方法,利用MaterialsStudio5.0模拟计算自组装分子膜与氮化硅间的相互作用,并研究温度及压强对其影响,通过分析界面结合能评价自组装分子膜的摩擦学
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本文采用分子动力学模拟的方法,利用MaterialsStudio5.0模拟计算自组装分子膜与氮化硅间的相互作用,并研究温度及压强对其影响,通过分析界面结合能评价自组装分子膜的摩擦学特性。采用多功能摩擦磨损试验机测试两种自组装分子膜的摩擦系数,研究载荷及滑动速度对摩擦系数影响,将分子动力学模拟结果与实验相结合,得出的主要结论如下：1.模拟分析常温常压下3-巯基丙基三甲氧基硅烷(简称：MPS)、3-胺基丙基三甲氧基硅烷(简称：APS)与Si3N4(001)体系间的相互作用,对比界面间的结合能关系为：MPS>APS,进而得出自组装分子膜APS摩擦学特性优于MPS。这与实验测试两种分子膜在相同载荷和滑动速度下摩擦系数大小关系相一致。2.温度及压强的改变影响MPS、APS与Si3N4(001)体系界面间的结合能,MPS摩擦系数随温度增加呈现减小趋势,APS摩擦系数随温度的增加呈现增大趋势；两种自组装分子膜摩擦系数随压强增加先增大后减小,而MPS变化幅度较大。3.界面结合能受温度及压强影响,主要是界面间的范德华作用和静电作用受其影响变化,但由于静电作用相对范德华作用较小,因此界面间范德华力起主导作用。4.测试在不同载荷和滑动速度下自组装分子膜MPS、APS的摩擦系数得出：两种自组装分子膜的摩擦系数均随载荷和滑动速度的增加而增大。
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