納米摩擦學

《納米科學與技術(shù)》叢書序
前言
第一部分實驗和理論分析裝置與方法
第1章緒論
1?1納米科學技術(shù)的發(fā)展
1?2摩擦學發(fā)展的歷史回顧
1?3納米摩擦學研究
參考文獻
第2章實驗測試與分析儀器
2?1引言
2?2表面力儀
2?3掃描隧道顯微鏡
2?4原子力顯微鏡
2?5非接觸式原子力顯微鏡
2?6摩擦力顯微鏡
2?6?1摩擦力顯微鏡的工作原理
2?6?2摩擦力顯微鏡的載荷和摩擦力標定
2?6?3摩擦力顯微鏡的應用
2?7納米壓/劃痕儀
2?7?1納米壓痕儀
2?7?2納米劃痕儀
2?8納米潤滑膜厚度測量技術(shù)
2?9其他分析測試設備簡介
2?9?1微觀結(jié)構(gòu)分析設備
2?9?2化學成分分析儀器
2?9?3表面三維輪廓儀
2?9?4石英晶體微天平
參考文獻
第3章分子動力學模擬技術(shù)
3?1基本原理與應用
3?2平衡態(tài)分子動力學模擬
3?3宏觀特性統(tǒng)計與控制
3?3?1系統(tǒng)控制方法
3?3?2宏觀量的統(tǒng)計提取方法
3?4柔性大分子動力學模擬
3?5非平衡態(tài)分子動力學模擬
參考文獻
·vi·第二部分摩擦學基礎理論
第4章摩擦表面形態(tài)
4?1引言
4?2固體結(jié)構(gòu)與表面特征
4?2?1固體結(jié)構(gòu)特征
4?2?2固體表面特征
4?3接觸表面形態(tài)
4?3?1金屬磨損表面形態(tài)特征
4?3?2陶瓷磨損表面形態(tài)特征
4?3?3聚合物磨損表面形態(tài)特征
4?3?4單晶硅磨損表面形態(tài)特征
4?4加工表面的機械性能
4?5表面潤濕與吸附
4?5?1黏附能與表面潤濕性
4?5?2物理吸附與化學吸附
參考文獻
第5章摩擦物理與摩擦化學
5?1引言
5?2摩擦物理
5?2?1物理磨損
5?2?2摩擦閃溫
5?2?3摩擦輻射
5?2?4摩擦起電
5?3摩擦化學
5?3?1吸附
5?3?2摩擦擴散
5?3?3摩擦化學反應
5?3?4摩擦膜
參考文獻
第6章黏著現(xiàn)象與表面接觸
6?1引言
6?2固體黏著現(xiàn)象
6?2?1磨損中的黏著現(xiàn)象
6?2?2黏著摩擦理論
6?2?3摩擦中的黏滑現(xiàn)象
6?3界面黏著能與表面力
·vii·6?3?1分子間作用力
6?3?2表面間力與表面能、界面能
6?4固體表面接觸
6?4?1Derjaguin近似
6?4?2經(jīng)典接觸模型
6?5有關(guān)黏著的其他問題
6?5?1粗糙度對黏著的影響
6?5?2毛細力對黏著的影響
6?5?3液下的固?固黏著
6?6液體與固體的接觸
6?6?1宏觀液滴與固體的接觸
6?6?2液體鋪展與聚集
6?6?3固液吸附膜
參考文獻
第三部分微觀摩擦、微觀磨損和薄膜潤滑
第7章微觀摩擦
7?1引言
7?2從宏觀摩擦到微觀摩擦
7?3微觀摩擦與表面形貌
7?4微觀摩擦的影響因素
7?4?1氣體吸附的影響
7?4?2犁溝效應
7?4?3材料特性的影響
7?4?4黏著效應
7?4?5載荷的影響
7?4?6速度的影響
7?4?7濕度的影響
7?4?8溫度的影響
7?4?9電磁場的影響
7?5黏滑
7?5?1粗糙表面模型
7?5?2與長度相關(guān)的模型
7?5?3與速度相關(guān)的模型
7?5?4相變模型
7?5?5黏滑的臨界速度
·viii·7?6零摩擦狀態(tài)
7?6?1零摩擦的定義
7?6?2多維摩擦系統(tǒng)的零摩擦
7?6?3超滑在原子尺度的觀察
參考文獻
第8章微觀磨損
8?1引言
8?1?1微機電系統(tǒng)與納米制造中的微觀磨損問題
8?1?2微觀磨損的研究方法
8?1?3微觀磨損的研究進展
8?2納米壓痕與納米硬度
8?2?1納米硬度與顯微硬度的對比
8?2?2單晶硅的納米壓痕行為
8?2?3其他材料的納米壓痕行為
8?3單晶硅的微觀磨損及其損傷機理研究
8?3?1單晶硅的機械磨損
8?3?2單晶硅的摩擦化學磨損
8?4單晶硅的切向納動
8?4?1單晶硅切向納動的運行規(guī)律
8?4?2單晶硅切向納動的損傷特征
8?4?3DLC薄膜對單晶硅的切向納動防護
8?5徑向納動
8?5?1典型微機電系統(tǒng)材料的徑向納動
8?5?2薄膜表面的徑向納動
8?6鎳鈦形狀記憶合金的微觀磨損研究
8?6?1鎳鈦合金的壓痕硬度與微觀磨損
8?6?2鎳鈦合金的切向納動
參考文獻
第9章分子膜與邊界潤滑
9?1邊界潤滑
9?2分子膜的形成
9?3邊界分子膜的流變性能
9?4物理形態(tài)與相變
9?5有序分子膜
·ix·9?5?1LB膜
9?5?2自組裝膜
9?6分子膜的摩擦特性
9?6?1自組裝膜的摩擦特性
9?6?2磁頭/磁盤系統(tǒng)中的分子膜潤滑
參考文獻
第10章薄膜潤滑
10?1薄膜潤滑的提出
10?2潤滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)化
10?2?1潤滑狀態(tài)的劃分
10?2?2彈流潤滑向薄膜潤滑的轉(zhuǎn)化
10?2?3薄膜潤滑向邊界潤滑的轉(zhuǎn)化
10?3薄膜潤滑的機理
10?4薄膜潤滑的特性
10?4?1接觸區(qū)膜厚曲線的形狀
10?4?2潤滑劑黏度對薄膜潤滑的影響
10?4?3滑滾比對薄膜潤滑的影響
10?4?4固體表面能對薄膜潤滑的影響
10?4?5薄膜潤滑的摩擦特性
10?5薄膜潤滑的時間效應
10?6水基乳化液潤滑下的薄膜潤滑
10?7薄膜潤滑的理論計算
參考文獻
第11章納米表面工程和納米粒子添加劑
11?1引言
11?2納米表面工程
11?2?1納米硬膜技術(shù)
11?2?2納米薄膜潤滑技術(shù)
11?3納米粒子添加劑
11?3?1單質(zhì)納米顆粒
11?3?2納米硫化物與納米氧化物
11?3?3納米無機鹽
11?3?4納米微球
參考文獻
·x·第12章納米生物摩擦學
12?1引言
12?2生物材料微觀結(jié)構(gòu)與性能的構(gòu)性關(guān)系
12?2?1人體天然組織的構(gòu)性關(guān)系
12?2?2動植物材料微觀構(gòu)性關(guān)系
12?3牙齒在磨損過程中的晶粒細化及其損傷自修復
12?3?1人牙牙釉質(zhì)微觀摩擦磨損行為研究
12?3?2納米劃痕前后羥基磷灰石顆粒的尺寸變化情況
12?3?3人工唾液再礦化對受損牙釉質(zhì)表面HA顆粒的修復研究
12?4指甲摩擦學性能的各向異性及其損傷自修復
12?4?1指甲微觀結(jié)構(gòu)的機械性能
12?4?2指甲的變形恢復特性
12?4?3角蛋白材料損傷自修復
12?5仿生摩擦學
12?5?1仿生摩擦學概述
12?5?2人體仿生學
12?5?3動植物仿生研究
參考文獻
第四部分納米摩擦學的工程應用
第13章MEMS中的納米摩擦學
13?1MEMS中的納米摩擦學問題
13?1?1黏著問題
13?1?2摩擦問題
13?1?3磨損問題
13?2MEMS中的抗磨減摩設計
13?2?1MEMS的抗黏設計
13?2?2MEMS減摩耐磨設計
13?2?3MEMS減摩耐磨進展
參考文獻
第14章仿生工程中的納米摩擦學
14?1引言
14?2荷葉的超疏水性
14?2?1超疏水現(xiàn)象
14?2?2超疏水理論
14?2?3自清潔理論
14?2?4疏水表面制備
·xi·14?3壁虎的超黏特性
14?3?1壁虎卓越的爬行能力
14?3?2基于范德華作用力的壁虎剛毛黏附機理
14?3?3細分原理在壁虎剛毛仿生表面中的應用
14?3?4可控黏/脫附的最新進展
參考文獻
第15章納米摩擦學在微納制造中的應用
15?1引言
15?2微納制造技術(shù)及其面臨的摩擦學問題
15?2?1微納制造的發(fā)展及應用
15?2?2微納制造技術(shù)中的摩擦學問題
15?3微切削與納米加工
15?4納米拋光
15?4?1納米拋光概述
15?4?2CMP的組成及其原理
15?4?3典型的CMP材料去除模型
15?4?4CMP的實驗和仿真研究進展
15?4?5CMP的展望
15?5納米壓印與納米鑄造
15?5?1納米壓印與納米鑄造的原理和工藝要素
15?5?2納米壓印與納米鑄造技術(shù)新進展
15?5?3納米壓印與納米鑄造的技術(shù)挑戰(zhàn)與趨勢
參考文獻
第16章摩擦誘導納米加工
16?1引言
16?2單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的加工規(guī)律
16?2?1單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)形成的臨界載荷
16?2?2大氣下摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的形成
16?2?3真空下摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的形成
16?2?4不同滑動速度下凸結(jié)構(gòu)的形成
16?2?5晶面取向?qū)ν菇Y(jié)構(gòu)形成的影響
16?3單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生機理
16?3?1單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的化學成分分析
16?3?2機械作用和氧化反應對摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)形成的貢獻
16?3?3單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)斷面的透射電鏡觀察
16?3?4不同滑動速度下單晶硅表面摩擦誘導納米凸結(jié)構(gòu)的形成機理
16?3?5單晶硅表面納米凸結(jié)構(gòu)的形成機理
16?3?6石英和玻璃表面的納米凸結(jié)構(gòu)
·xii·16?4單晶硅和石英表面摩擦誘導納米加工
16?4?1納米凸結(jié)構(gòu)的機械性能表征
16?4?2納米凸結(jié)構(gòu)的直接加工
16?4?3摩擦誘導選擇性刻蝕加工
16?5摩擦誘導納米加工展望
參考文獻
索引
彩圖