图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech电子视角的摩擦磨损发生机理探索

编号：152 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-24 09:18:21 浏览：70次收藏取消收藏

2024-05-12 08:20

20min

[P] 第十四届全国青年表面工程学术会议 [F2A] 第二分论坛上午场

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摘要

摩擦磨损的本征发生机制是摩擦学基础研究的核心科学问题，固体界面的摩擦接触最终溯源于跨界面原子间的相互作用，因此电子耦合行为与摩擦磨损行为及其机理密切相关，但目前这方面的研究较为缺乏。报告以电子及其演化行为为主线，尝试探讨摩擦、磨损在微观层面的发生机制，包括摩擦滑动能垒的电子水平来源、机械化学磨损的发生机制等。这里我们使用密度泛函理论计算研究了从范德华界面、金属界面、离子键结合、共价界面沿滑动路径的能量与电子行为演化，建立了电子密度随接触构象沿滑动路径描述能量演化的量化分析方法。结果表明，如图所示，摩擦过程中的能量变化与沿滑动路径的电荷密度同步演化，体现了摩擦耗散对电子演化存在明显的线性依赖。该线性系数反映了摩擦过程能量耗散对电子密度的响应幅度，能够解释剪切强度概念的物理本质。进一步，将该思想推广应用于磨损机理的认识，从应力下的电子转移行为出发，结合AFM实验，对微观磨损的关键模型，如应力修正的阿伦纽斯方程，进行了基于电子行为的物理化学解析，帮助在电子水平认识磨损发生机制。相关结果可深化对工程材料超低摩擦、超低磨损行为的认识，发表于JACS、AFM、Nano Lett等期刊。