碳膜/有机复合纳米结构薄膜摩擦学

纳米结构无机薄膜润滑材料由于纳米尺寸效应表现出与传统薄膜润滑材料不尽相同的特性，例如高硬度、高弹性，因而，赋予薄膜材料更加优异的润滑抗磨性能。类金刚石碳膜作为摩擦学保护材料，在特殊环境中具有优良的耐磨性能和极低的摩擦系数，作为一种新型的固体润滑材料在高技术领域显示了重要的应用前景和价值。通过将硬质薄膜与有机薄膜复合，可以充分发挥硬质薄膜的高硬度和有机薄膜良好的柔性，一方面可以改善硬质薄膜的抗腐蚀性能、降低硬质的表面能以减小粘着力；另一方面则可以提高硬质薄膜的抗高速冲击能力，赋予复合纳米结构薄膜润滑材料低摩擦、长寿命的特性。通过揭示纳米结构碳基及复合结构薄膜润滑材料的摩擦磨损失效机理，阐述纳米结构薄膜润滑材料组成、结构与表面化学物理、力学、摩擦学性能之间的关系规律，建立设计制备能够满足空间或信息技术机械运动部件高精度、长寿命润滑要求的纳米结构碳基薄膜/有机薄膜复合润滑薄膜材料的理论方法。

设计制备了类富勒烯纳米结构DLC薄膜及石墨烯，纳米多层碳膜，非晶/纳米晶结构复合硬质薄膜，无机/有机复合纳米结构润滑薄膜，分析聚合物沉积薄膜的结构与摩擦特性。利用现代表面分析测试技术揭示纳米结构碳基薄膜及复合结构薄膜润滑材料的摩擦磨损失效机理，阐述纳米结构薄膜润滑材料组成、结构与表面化学物理、力学、摩擦学性能之间的关系规律。建立设计制备能够满足空间或信息技术机械运动部件高精度、长寿命润滑要求的纳米结构碳基薄膜/有机薄膜复合润滑薄膜材料的理论方法。探究石墨烯的纳米摩擦学特性，关联其原子、电子结构与微观摩擦学性能的关系。考察影响自组装有机薄膜/聚合物沉积薄膜在碳基薄膜表面的作用机制和摩擦学稳定性的结构因素，揭示碳基/有机复合薄膜的摩擦学性能同薄膜内在结构及界面作用之间的联系。