| 多烷基化环戊烷薄膜的制备及其摩擦学性能研究 | |
| 孙初锋 | |
| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 刘维民 |
| 2010-05-14 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学 |
| Keyword | 多烷基化环戊烷 薄膜 纳米颗粒 自组装 摩擦学性能 Multiply-alkylated Cyclopentanes(Macs) Films Nanoparticles Self-assembled Monolayers (Sam) Tribological Properties |
| Abstract | 多烷基环戊烷(MACs)具有优异的粘度性质、低挥发性、倾点低、高的热稳定性及优异的摩擦学性能，因此成为信息技术尤其是空间领域最常用的润滑剂之一。通过调整取代基来改变多烷基环戊烷的性能，以满足不同工况条件的实际需求。因此，多烷基化环戊烷是一种极有希望在微/纳机械系统中得到应用的润滑剂。本论文利用自组装和旋涂相结合技术设计合成了一系列的多烷基化环戊烷薄膜，考察了不同烷基链和掺杂不同纳米颗粒对多烷基环戊烷薄膜的摩擦学性能的影响，所得到的结论如下： 1. 通过改变醇的种类，合成了一系列不同结构的多烷基化环戊烷。制备了多烷基化环戊烷(MACs)-3-氨丙基-三甲氧基硅烷(APS)双层膜和多烷基化环戊烷(MACs)-十八烷基三氯硅烷(OTS)双层膜，并考察了取代基碳链长度、法向载荷和滑动速度对两种双层膜的摩擦学性能的影响，发现随着多烷基化环戊烷的取代基碳原子数的增大，摩擦系数逐渐减小；随着载荷的增大，双层膜的摩擦系数逐渐降低；随着滑动速度增大，摩擦系数逐渐增大。其中以三(2-癸基-十四烷基)环戊烷薄膜的摩擦学性能最佳。 2. 合成了表面修饰的Cu纳米颗粒、CaCO3纳米颗粒和LaF3纳米颗粒，并利用自组装技术和旋涂法相结合的方法制备了掺杂三种纳米颗粒的多烷基化环戊烷复合薄膜，考察了三种不同纳米颗粒对复合薄膜的摩擦系数以及磨损寿命的影响。发现掺杂纳米颗粒以后能够降低复合薄膜的摩擦系数，延长复合薄膜的磨损寿命；其中掺杂Cu纳米颗粒能够显著提高改善复合薄膜的摩擦学性能；而掺杂CaCO3纳米颗粒和LaF3纳米颗粒对薄膜的摩擦系数影响不明显，但是能够显著延长其磨损寿命，提高其承载能力。 3. 利用表面引发技术，在单晶硅表面制备了聚酰亚胺薄膜，并考察了其摩擦学性能以及表面引发聚合反应的可控性。发现甲基丙烯酸环氧丙酯（GMA）的表面引发聚合反应在通过加入减活剂Cu(II)后，其反应速度是可控的。通过表面引发聚合制备的聚酰亚胺薄膜与直接旋涂制备的聚酰亚胺薄膜相比具有更优异的摩擦学性能，因此，PGMA膜和PI膜之间通过化学键方式结合能够显著提高聚酰亚胺薄膜的摩擦学性能。 |
| Subject Area | 薄膜材料 |
| Funding Project | 空间润滑材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/1690 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 孙初锋. 多烷基化环戊烷薄膜的制备及其摩擦学性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2010. |
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| 201046孙初锋.pdf（5857KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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