水及其溶液摩擦的分子動力學模擬.pdf

1、隨著微納米電子機械系統(tǒng)(nano/micro-electro and mechanical systems，N/MEMS)的發(fā)展及其在工業(yè)上的廣泛應用，研究物質(zhì)在納米尺度下的特性顯得日益迫切和重要。近十年來，國內(nèi)外學者針對MEMS系統(tǒng)的摩擦學問題，開展了相對廣泛的研究和探索，研究工作主要集中在MEMS系統(tǒng)微接觸表面間摩擦、磨損及粘著行為，納米尺度上表面改性和分子超薄膜潤滑等方面。物質(zhì)在納米尺度下的物理性質(zhì)及其對環(huán)境變化的響應會有很大的變

2、化。在納米尺度下，尺寸效應，表面效應對力學行為產(chǎn)生本質(zhì)的影響，導致納米力學性能與宏觀結(jié)構(gòu)有著根本的差別，因此微型機械構(gòu)件的力學特性、摩擦行為會在更大程度上受到物質(zhì)所處的環(huán)境、表面力等各種因素的影響，其中物質(zhì)的摩擦及潤滑行為是非常重要的一個方面。 本文闡述了納米電子機械系統(tǒng)利微納米摩擦學研究的進程后，介紹了分子動力學(Molecular dyhamics，MD)模擬的基本原理并討論了分子動力學模擬方法的詳細步驟，對各種分子動力學方

3、法的分類和運用場合進行了說明。 在此基礎(chǔ)上對體態(tài)水進行了模擬，通過徑向分布函數(shù)、密度等參數(shù)的模擬值與實驗值的比較，證明了我們模擬程序的正確性，為后面進行雙電層懟納米流體潤滑與摩擦影響的模擬奠定了基礎(chǔ)。 采用分子動力學方法對帶電和不帶電兩硅板之間的水分子潤滑薄膜進行模擬研究，通過加雙電層的水分子薄膜潤滑與未加雙電層薄膜潤滑摩擦屬性的對比，發(fā)現(xiàn)摩擦系數(shù)在存在雙電層的情況下比未加雙電層時要小，兩極相對滑動速度對摩擦系數(shù)的影響與