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2016年 2月 润滑与密封 Feb．2016 第41卷 第2期 LUBRICATION ENGINEERING Vo1．4lNo．2 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2016．02．013 考虑双 电层力时微纳间隙动压润滑边界滑移研究 蔡发达 潘 伶 杜 华 高诚辉 王巍琦 (1．福州大学机械工程及 自动化学院 福建福州350108； 2．清华大学摩檫学国家重点实验室 北京 100084) 摘要：采用原子力显微镜对微纳米间隙下硅基片与纯角鲨烷液体固一液接触面的边界滑移进行试验研究。同时考 虑固一液接触面处双电层力 ，拟合Si02小球与固体试样的表面电荷密度以及角鲨烷流体动压力。结果表明。在不考虑 小球重力、惯性力及分子间作用力的情况下，小球在垂直趋近固体试样的过程中主要受力为双电层力及流体动压力， 在低速时，双电层力 占主导地位；在角鲨烷液体环境中，探针趋近硅基片的过程中，双 电层力表现为引力，且其大小 与趋近速度无关；在试验的趋近速度范围内，si(100)表面与角鲨烷的接触面均会产生边界滑移，且滑移长度随着 速度的增大而升高。 关键词：原子力显微镜；边界滑移；双电层力；角鲨烷 中图分类号：Hl17．2 文献标志码 ：A 文章编号：0254—0150 (2016)02—065—06 ResearchonBoundarySlipofHydrodynamicLubrication inM icro．nano ScaleSystem withConsideringDouble-layerForce CAIFada PAN Ling DU Hua GAO Chenghui WANG W eiqi (1．CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，FuzhouFujian350108，China； 2．StateKeyLaboratoryofTribology，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China) Abstract：Theatomicforcemicroscopewasusedtoresearchexperimentallytheboundaryslipofthesiliconsubstrate andpuresqualaneonsolid-liquidinterfaceinmicro-nanogap．Bytakingtheeffectofdouble·layerelectronicforcebetween thesolid-liquidinterfacesintoaccount，thesurfacechargedensitiesofsphereofsilicondioxideandsolidsurfacespecimen wereanalyzed，andameasurementofhydrodynamicforceofsqualanewasmade．Resultsindicatethatattheconditionsof withoutconsideringthegravityand inertiaforceofthesmallballand inter-molecularforce，theballismainlyexerted double-layerforceandhydrodynamicforceduringtheprocesswhenthesphereapproachesthesolidspecimenvertically．At low speeds，thedouble—layerforceisdominant．Insqualaneliquidenvironment，intheprocessofaprobeapproachingthe siliconsubstrate，thedouble—layerforceisshowedthergavitationalfor