鋁基體上定向碳納米棒陣列膜制備及摩擦學性能.pdf

1、本文在鋁基體上陽極氧化鋁的有序納米孔中電化學沉積過渡金屬催化劑，通過調(diào)整多孔AAO薄膜上孔的分布密度、孔徑以及在有序納米孔中電化學沉積催化劑的種類，控制化學催化氣—固反應條件，采用催化化學氣相沉積法(CCVD法)制備具有不同C-C結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)的定向碳納米管及碳納米棒陣列；結(jié)合場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)及原子力顯微鏡(AFM)觀察及表征多孔AAO薄膜有序納米孔的孔徑及分布密度，采用能譜分析儀(EDS)分析催化劑顆粒在多孔AAO薄膜上

2、納米孔中的沉積情況，利用激光拉曼(Raman)光譜儀、X射線衍射儀(XRD)、及高分辨透射電鏡(HRTEM)等儀器分析制備的定向碳納米管及碳納米棒的微觀結(jié)構(gòu)和組織形態(tài)，特別是sp3鍵與sp2鍵之比、碳納米棒的石墨化結(jié)晶程度等；在無油潤滑條件下，采用球—盤摩擦磨損實驗機(真空和可控氣氛環(huán)境)和原子力顯微鏡/摩擦力顯微鏡(AFM-FFM)測量定向碳納米棒陣列膜在不同載荷、滑動速度以及使役環(huán)境狀態(tài)下的摩擦系數(shù)和磨損率的變化；利用場發(fā)射SEM及

3、激光Raman光譜儀分析定向碳納米棒陣列膜的磨損表面形貌和微觀組織形態(tài)的變化，從微觀層面上闡述不同環(huán)境及試驗條件下鋁基體上定向碳納米棒陣列膜的摩擦磨損機制。 研究結(jié)果顯示：在微載荷下，含較高sp3鍵分數(shù)的定向碳納米棒陣列膜在空氣、真空、富氧及水汽等環(huán)境中都擁有較低的摩擦系數(shù)，表明鋁基體上定向碳納米棒陣列膜具有較好的環(huán)境摩擦穩(wěn)定性；另外，由于定向碳納米棒陣列膜與鋁基體上陽極氧化鋁之間良好的界面結(jié)合強度以及非晶態(tài)碳納米棒優(yōu)異的力學性