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单晶硅表面稀土复合纳米膜的制备与摩擦特性.pdf
第 29 卷 第 3 期 摩 擦 学 学 报 Vol. 29 No. 3
2009 年 5 月 Tribo logy M ay, 2009
单晶硅表面稀土复合纳米膜的制备与摩擦特性
1, 2 2 2
周 华 ,亓 永 ,程先华
( 1. 上海师范大学 机械与电子工程学院 ,上海 20 14 18; 2. 上海交通大学 机械与动力工程学院 ,上海 200240)
( )
摘 要 : 利用分子自组装技术 ,在单晶硅表面制备了稀土复合纳米自组装膜. 运用原子力显微镜 A FM 观察了薄膜
( )
的表面形貌 ,使用 X射线光电子能谱仪 XPS 分析了薄膜表面典型元素的化学状态 ,并运用静 - 动摩擦系数测定仪
( )
评价了薄膜的摩擦磨损性能. 研究结果表明:通过硅烷偶联剂 3 - 巯丙基三 甲氧基硅烷 M PTS 的磺酸基化学吸附
功能 ,稀土元素可以成功组装到氧化后的硅烷化表面. 当组装稀土复合膜后 ,基片表面的摩擦系数由无膜时的 0. 8
降到了 0. 08,表明复合膜可以降低基片的摩擦系数 ,并且在较低载荷下具有较好的耐磨性能.
关键词 : 3 - 巯丙基三甲氧基硅烷 ;稀土 ; 自组装纳米膜 ;摩擦磨损性能
中图分类号 : TH 117. 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1004 - 0595 (2009) 03 - 02 10 - 05
(
80年代中后期兴起的微电子机械系统 m icro - 擦条件下薄膜与 GCr15钢配副时的摩擦磨损性能.
electro - m echan ical system : M EM S) 或称微型机械
1 实验部分
(m icrom ach ine) ,具有体积小 、质量轻 、能耗低 、集成
度和智能化程度高等特点[ 1 ] . 由于 M EM S结构尺寸 1. 1 试剂及材料
( )
微型化以后 ,构件间的间隙处在纳米量级 ,摩擦和黏 以单晶硅片 Si 111 为基体 , 电阻率在 00 10 ～
着等摩擦学问题严重影响了 M EM S的可靠性 [ 2 - 3 ] . 00 15 Ω ·cm 之 间 , 3 - 巯 丙基 三 甲氧 基 硅 烷
( )
近 20年来发展起来的分子有序薄膜润滑技术为解
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