自组装分子膜摩擦学特性的分子动力学模拟.pdf

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1、r1分类号UDC密级——单位代码!Q151自组装分子膜摩擦学特性的分子动力学模拟刘硕指导教师张会臣职称教授学位授予单位大连海事大学申请学位级别工学硕士学科与专业机械电子工程论文完成日期2011．05论文答辩日期2011．06答辩委员会主席f叫I1／一燃聊MolecularDynamicssimulationofTribologicalPropertiesofSelf-AssembledMonolayersAthesisSubmittedtoDalianMaritimeUniversityInpartialfulfillmentoftherequ

2、irementsforthedegreeofMasterofEngineeringbyLiuShuo(MechatronicEngineering)ThesisSupervisor：ProfessorZhangHuichenMay2011、’◆1'大连海事大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明：本论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，撰写成硕士学位论文“自组装佥王堕麈拯堂缱丝的佥王动左堂搓塑”。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明

3、确注明的其他个人或集体已经公开发表或未公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：监学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解大连海事大学有关保留、使用研究生学位论文的规定，即：大连海事大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连海事大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。同意将本学位论文收录到《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》(中国学术期刊(光盘版)电子杂志社)、《中国学位论文全文数据

4、库》(中国科学技术信息研究所)等数据库中，并以电子出版物形式出版发行和提供信息服务。保密的论文在解密后遵守此规定。本学位论文属于：保密口在——年解密后适用本授权书。不保密盯(请在以上方框内打“√’’)论文作者签名：1●中文摘要摘要本文采用分子动力学模拟的方法，利用MaterialsStudi05．0模拟计算自组装分子膜与氮化硅间的相互作用，并研究温度及压强对其影响，通过分析界面结合能评价自组装分子膜的摩擦学特性。采用多功能摩擦磨损试验机测试两种自组装分子膜的摩擦系数，研究载荷及滑动速度对摩擦系数影响，将分子动力学模拟结果与实验相结合，得出的主要

5、结论如下：1．模拟分析常温常压下3．巯基丙基三甲氧基硅烷(简称：MPS)、3．胺基丙基三甲氧基硅烷(简称：APS)与Si3N4(001)体系间的相互作用，对比界面间的结合能关系为：MPS>APS，进而得出自组装分子膜APS摩擦学特性优于MPS。这与实验测试两种分子膜在相同载荷和滑动速度下摩擦系数大小关系相一致。2．温度及压强的改变影响MPS、APS与Si3N4(001)体系界面间的结合能，MPS摩擦系数随温度增加呈现减小趋势，APS摩擦系数随温度的增加呈现增大趋势；两种自组装分子膜摩擦系数随压强增加先增大后减小，而MPS变化幅度较大。3．界面结

6、合能受温度及压强影响，主要是界面间的范德华作用和静电作用受其影响变化，但由于静电作用相对范德华作用较小，因此界面间范德华力起主导作用。4．测试在不同载荷和滑动速度下自组装分子膜MPS、APS的摩擦系数得出：‘两种自组装分子膜的摩擦系数均随载荷和滑动速度的增加而增大。关键词：自组装分子膜；分子动力学模拟；界面结合能；摩擦英文摘要ABSTRACTInthispaper,moleculardynamicssimulationisconductedtosimulatetheinteractionbetweenself-assembledmonolaye

7、rsandsiliconnitride，andtheinfluenceoftemperatureandpressureonitbyusingMaterialsStudi05．0．Byanalyzinginterfacebindingenergy,thetribologicalpropertiesofself-assembledmonolayersarestudied．Multi．frictionandweartesterisUSedtomoasurethefrictioncoefficientoftwokindsofself-assembled

8、monolayers．Theeffectsofloadandslidingspeedonfrictioncoe伍cientareexpounded．T