鋁基體上定向碳納米棒陣列膜制備及摩擦學(xué)性能.pdf

1、本文在鋁基體上陽(yáng)極氧化鋁的有序納米孔中電化學(xué)沉積過(guò)渡金屬催化劑，通過(guò)調(diào)整多孔AAO薄膜上孔的分布密度、孔徑以及在有序納米孔中電化學(xué)沉積催化劑的種類，控制化學(xué)催化氣—固反應(yīng)條件，采用催化化學(xué)氣相沉積法(CCVD法)制備具有不同C-C結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)的定向碳納米管及碳納米棒陣列；結(jié)合場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)及原子力顯微鏡(AFM)觀察及表征多孔AAO薄膜有序納米孔的孔徑及分布密度，采用能譜分析儀(EDS)分析催化劑顆粒在多孔AAO薄膜上

2、納米孔中的沉積情況，利用激光拉曼(Raman)光譜儀、X射線衍射儀(XRD)、及高分辨透射電鏡(HRTEM)等儀器分析制備的定向碳納米管及碳納米棒的微觀結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)，特別是sp3鍵與sp2鍵之比、碳納米棒的石墨化結(jié)晶程度等；在無(wú)油潤(rùn)滑條件下，采用球—盤摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)(真空和可控氣氛環(huán)境)和原子力顯微鏡/摩擦力顯微鏡(AFM-FFM)測(cè)量定向碳納米棒陣列膜在不同載荷、滑動(dòng)速度以及使役環(huán)境狀態(tài)下的摩擦系數(shù)和磨損率的變化；利用場(chǎng)發(fā)射SEM及

3、激光Raman光譜儀分析定向碳納米棒陣列膜的磨損表面形貌和微觀組織形態(tài)的變化，從微觀層面上闡述不同環(huán)境及試驗(yàn)條件下鋁基體上定向碳納米棒陣列膜的摩擦磨損機(jī)制。 研究結(jié)果顯示：在微載荷下，含較高sp3鍵分?jǐn)?shù)的定向碳納米棒陣列膜在空氣、真空、富氧及水汽等環(huán)境中都擁有較低的摩擦系數(shù)，表明鋁基體上定向碳納米棒陣列膜具有較好的環(huán)境摩擦穩(wěn)定性；另外，由于定向碳納米棒陣列膜與鋁基體上陽(yáng)極氧化鋁之間良好的界面結(jié)合強(qiáng)度以及非晶態(tài)碳納米棒優(yōu)異的力學(xué)性