новые химические технологии
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
ПОИСК    

НА ГЛАВНУЮ 

СОДЕРЖАНИЕ:

НАУКА и ТЕХНОЛОГИИ

Базовая химия и нефтехимия

Продукты оргсинтеза ............

Альтернативные топлива, энергетика ...........................

Полимеры ...........................

ТЕНДЕНЦИИ РЫНКА

Мнения, оценки ...................

Законы и практика ...............

Отраслевая статистика .........

ЭКОЛОГИЯ

Промышленная безопасность

Экоиндустрия .......................

Рециклинг ............................

СОТРУДНИЧЕСТВО

Для авторов .........................

Реклама на сайте ................

Контакты .............................

Справочная .........................

Партнеры ............................

СОБЫТИЯ ОТРАСЛИ

Прошедшие мероприятия .....

Будущие мероприятия ...........

ТЕНДЕРЫ

ОБЗОРЫ РЫНКОВ

Анализ рынка сывороточных белков в России
Рынок кормовых отходов кукурузы в России
Рынок рынка крахмала из восковидной кукурузы в России
Рынок восковидной кукурузы в России
Рынок силиконовых герметиков в России
Рынок синтетических каучуков в России
Рынок силиконовых ЛКМ в России
Рынок силиконовых эмульсий в России
Рынок цитрата кальция в России
Анализ рынка трис (гидроксиметил) аминометана в России

>> Все отчеты

ОТЧЕТЫ ПО ТЕМАМ

Базовая химия и нефтехимия
Продукты оргсинтеза
Синтетические смолы и ЛКМ
Нефтепереработка
Минеральные удобрения
Полимеры и синтетические каучуки
Продукция из пластмасс
Биохимия
Автохимия и автокосметика
Смежная продукция
Исследования «Ad Hoc»
Строительство
In English
  Экспорт статей (rss)

Полимеры

ТРЕНИЕ НАНОКОМПОЗИТОВ (часть III)


Продолжаем публикацию отчета об исследованиях углеродных материалов. Их результаты показывают, что для систем твердого углерода химический состав поверхности доминирует в трибологии при отсутствии износа, а базовый химический состав имеет большее значение после преодоления порога износа.


 

Воздействие состава пленки

Химический состав пленки, особенно на ее поверхности, также оказывает воздействие на трение и износ на наноуровне. Прогнозного понимания этого взаимоотношения еще предстоит достичь, но в данной статье мы рассматриваем результаты и даем комментарии по возникающим тенденциям.

 

Химический состав поверхности

Низкое макроскопическое трение алмаза в атмосфере (μ = 0.05–0.1) усиливает пассивацию поверхности группами –H и –OH и/или производством элементов с хорошей смазываемостью и sp-связями. Эти идеи проверяются во время нанотрибологических исследований, и за последнее время значительным успехом стала яркая демонстрация того, что –H иглы значительно снижают трение на наноуровне.

Фрикционные свойства монокристаллической поверхности алмаза (111) были изучены в сверхвысоком вакууме (UHV) с помощью кремниевой (Si) иглы АСМ. Присутствие или отсутствие водорода (Н) на поверхности отслеживалось дифракцией медленных электронов (LEED). Удаление водорода с поверхности приводит к увеличению среднего коэффициента трения более чем на два порядка в сравнении с поверхностью, покрытой водородом, при нагрузках до 30 нН. Это яркий и убедительный пример того, как свободные связи могут соединять границу и увеличивать воздействие адгезии на трение, а также того, как пассивация этих вступающих в реакцию связей может значительно ослабить эти силы.

Были проведены дополнительные МД симуляции, их целью стало изучение этого эффекта пассивации водорода на поверхностях алмаза (111), путем насыщения алмаза до 80%, 90% и 100%. Скольжение создается при помощи переменной нагрузки на аморфном углеродном образце, не содержащем водород, после чего производится расчет возникших сил трения. Понижение уровня насыщения на поверхности алмаза усиливает трение, что в количественных цифрах согласовывается с экспериментальным исследованием (Рис. 6).

Также наблюдалось, что более низкая доля покрытия углерода позволяет трибологическим реакциям происходить при нагрузках, более низких, чем в случае 100% покрытия.

Таким образом усиливаются адгезия и износ. МД исследование, проведенное группой Зьянга (Zhang), сравнивало коэффициенты трения между двумя DLC-подобными поверхностями во время скользящего контакта до 100% гидрогенизации и после нее. Было обнаружено, что гидрогенизация поверхности также снижает коэффициент трения.


 

Рис. 6. Кривые трения для тонкопленочной системы с сопряженной поверхностью, полностью или на 100% покрытой водородом (квадраты), на 90% покрытой водородом (круги) и на 80% покрытой водородом (треугольники).

Для моделирования и отображения распада и последующего поглощения газа H2 и молекул H2O на алмазе, группа Куи (Qi) использовала расчеты из теории функционала плотности (DFT) для поверхностей алмаза (111), взаимодействующих с окружающими элементами. Для генерирования контурных графиков соотношения локализации электронов и позиции (Рис. 7) была использована функция локализации электронов.

Эти расчеты позволяют предположить, что поглощение и распад H2 у поверхности весьма желателен и приводит к образованию сильных ковалентных C–H связей. Вода распадается на OH и H, после чего OH формирует ковалентную связь с углеродом, а H размещается на соединении между двумя атомами углерода. Более того, согласно расчетам адгезия слабо действует как для Н-покрытых поверхностей, так и для OH-покрытых поверхностей, соответственно. В случае H-покрытых (111) поверхностей для разделения понадобилось 8 mJm, а в случае OH-покрытых (111) поверхностей – 20 mJm.
 

 

Рис. 7. Контурные изображения функций локализации электронов (ELF) для неадсорбированного (слева) и адсорбированного (справа) состояний молекул (a) H2, (b) N2, и (c) H2O, которые взаимодействуют с поверхностями алмаза (111). ELF = 1 соответствует локализации (то есть, ковалентной связи), а ELF = 0.5 соответствует вероятности возникновения пары, подобной электронному газу (то есть, металлическая связь). ELF не определена для величин менее 0,5.

Химический состав и нанотрибология обратной стороны пленок из ультрананокристаллического алмаза (UNCD) изучались при помощи игл АСМ из карбида вольфрама и алмаза в условиях окружающего воздуха для того, чтобы определить воздействие водородного покрытия. Полная гидрогенизация поверхности удаляет углерод и кислород с sp-связями, в результате чего происходит ослабление адгезии и трения (Рис. 8).

Таким образом, было продемонстрировано пассивирующее воздействие водорода на нанокристаллический алмаз, находящийся в условиях окружающего воздуха. На самом деле, действие адгезии, измеренной на участке между алмазной иглой и поверхностью гидрогенизированного UNCD, составляет 10.4 ± 4 mJm, что сильно перекликается с вышеуказанными расчетами по DFT.

Тем не менее, это сравнение следует рассматривать осторожно, так как в расчетах по DFT не учитывались взаимодействия Ван-дер-Ваальса. Факт того, что действие адгезии, возникшее в результате всех остальных неспецифических электронных взаимодействий, которые были спрогнозированы расчетами по DFT (8 mJm), не превышает измеренную величину (10.4 ± 4), демонстрирует обнадеживающую устойчивость. Следует отметить значительное снижение уровня адгезии в сравнении с Si–Si поверхностью.


 

Рис. 8. Действие адгезии на участке между поверхностями алмазной иглы и UNCD до и после покрытия водородом. Для сравнения были включены результаты для кремниевой иглы, вступающей в контакт с монокристаллической кремниевой (111) подложкой после очистки в специальном растворе.

1 | 2
Версия для печати | Отправить |  Сделать стартовой |  Добавить в избранное

Куплю

19.04.2011 Белорусские рубли в Москве  Москва

18.04.2011 Индустриальные масла: И-8А, ИГНЕ-68, ИГНЕ-32, ИС-20, ИГС-68,И-5А, И-40А, И-50А, ИЛС-5, ИЛС-10, ИЛС-220(Мо), ИГП, ИТД  Москва

04.04.2011 Куплю Биг-Бэги, МКР на переработку.  Москва

Продам

19.04.2011 Продаем скипидар  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем растворители  Нижний Новгород

19.04.2011 Продаем бочки новые и б/у.  Нижний Новгород

Материалы раздела

БИОПРОИЗВОДНОЕ ПОЛИЭФИРНОЕ ВОЛОКНО ECO CIRCLE PLANTFIBER
СЭНДВИЧ-ПАНЕЛИ INDUSTRIUM
ПОЛИМЕРЫ ИЗ CO2
DUPONT CORIAN В ОТДЕЛКЕ МЕТРО В НЕАПОЛЕ
ЖЕЛЕЗООКИСНЫЕ ПИГМЕНТЫ для ЛИТИЙ-ИОНЫХ БАТАРЕЙ
ШЛЕМЫ ИЗ СКРАПА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT CORIAN в ИНТЕРЬЕРАХ «АЭРОЭКСПРЕСС»
КАК ОПРЕДЕЛИТЬ СТОЙКОСТЬ ПОЛИМЕРНОГО ПОКРЫТИЯ?
КАБЕЛЬНЫЕ ЛОТКИ CABLOFIL
ОБЛЕГЧЁННЫЕ ПЛИТЫ SUPERPAN STAR
ПЕРВЫЕ КАРБОНОВЫЕ ДИСКИ
БУДУЩЕЕ ОРГАНИЧЕСКИХ СВЕТОДИОДОВ
НОВЫЕ ПЛЕНКИ для ОПК
БРОНЯ НА ОСНОВЕ САПФИРА
ПОСЛЕДНИЕ РАЗРАБОТКИ BASF ДЛЯ АВТОПРОМА
НОВЫЕ ПОЛИМЕРЫ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ
ОРГАНИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА
ПОЛИМЕРЫ из ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА
ГИБКИЕ СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ
ТОНКОПЛЕНОЧНАЯ ФОТОВОЛЬТАИКА
ПОЛИМЕРЫ из ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
КОМПОЗИТЫ, АРМИРОВАННЫЕ УГЛЕВОЛОКНОМ
НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ИЗ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА
НОВЫЕ РАСТВОРНЫЕ БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНЫХ КАУЧУКИ (S-SBR) «LANXESS»
НАНОПОКРЫТИЯ для ТЕПЛИЦ
НОВЫЕ АДГЕЗИВЫ 3M для ЭЛЕКТРОНИКИ
ИСКУССТВЕННОЕ СЕРДЦЕ
БОЛЬШЕ ГРУЗОВ МОЖНО ПЕРЕВОЗИТЬ В БИГ-БЕГАХ
БИОИЗОПРЕН – БУДУЩЕЕ ШИННОЙ ОТРАСЛИ
«БЕЛКОВЫЕ» МИКРОСХЕМЫ
НОВЫЙ КОАЛЕСЦЕНТНЫЙ ФИЛЬТР GE
АВТОМАТИЗАЦИЯ на «ГАЛОПОЛИМЕРЕ»
НОВАЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ BASF
ПОЛИЭФИРНЫЕ ТКАНИ ECO STORM
ОПАСНОСТЬ ДЕТСКОЙ БИЖУТЕРИИ
ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКОСЛОЙНОГО ФТОРОПЛАСТОВОГО ПОКРЫТИЯ
УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА В АВТОПРОМЕ
«УМНАЯ» СИСТЕМА RFID КОНТРОЛЯ
«ХОЛЛОФАЙБЕР» как МЕЖВЕНЦОВЫЙ УТЕПЛИТЕЛЬ
НОВЫЙ ПРОТЕКТОРНЫЙ АГРЕГАТ «НИЖНЕКАМСКШИНА»
ЗАЩИТНЫЕ МАТЫ NEOPOLEN НА СПОРТИВНЫХ ТРАССАХ
НАНОТЕХНОЛОГИИ ДЛЯ ДОРОЖНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА
МАТЕРИАЛЫ DUPONT НА ЕВРО-2012
ПЕРЕРАБОТКА БИОМАССЫ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ЦБК
KELLOGG BROWN: технология получения пропилена из нафты

>>Все статьи

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru
Copyright © Newchemistry.ru 2006. All Rights Reserved