[发明专利]一种水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法

说明书

本发明公开了一种水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，包括：采用摩擦件在非晶碳膜的表面进行摩擦运动；在所述摩擦运动过程中，对所述非晶碳膜施加平行于所述非晶碳膜的表面的电场，以降低所述非晶碳膜的摩擦磨损；其中，所述摩擦运动的方向具有平行于所述电场的方向的分向量。通过对非晶碳膜施加平行于其表面的电场，并在非晶碳膜表面进行摩擦运动，使得非晶碳膜表面的磨痕区形成少量石墨烯纳晶，磨痕区电阻降低、导电性增加，从而电子汇聚到磨痕区形成大片并且与摩擦方向平行的石墨烯纳晶，磨痕区的摩擦系数降低了一个数量级，同时其低摩擦特性的维持时间较长，具有良好的耐磨性。

技术领域

本发明涉及纳米摩擦学领域，尤其涉及一种水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法。

背景技术

随着薄膜技术和纳米摩擦学技术的发展，具有非晶和石墨烯纳晶结构的纳米碳膜的摩擦学特性已经被国内外学者广泛地研究，其中非晶碳膜是一种很常用的固体润滑涂层材料，因为它具有优异的机械、电学、磁学和摩擦学性能，尤其是硬度高、摩擦系数低的摩擦学特性现已成功应用于受电弓、磁盘保护和刀具等零部件的工作表面。近年来，关于非晶碳膜表面的低摩擦基础研究取得了很大进步，特殊环境中(真空、惰性气体)或理想条件下(扫描探针与两维层状结构材料间的滑动)已经可以实现0.01-0.001的低摩擦系数水平。然而在大气环境下，非晶碳膜与金属或陶瓷界面间还难以实现低摩擦还难以实现低摩擦。虽然已经有很多的国内外科学家进行科学实验研究找到了一些有效的人为控制摩擦磨损的方法，如通过电压、不同的磁场条件、不同气氛的工作环境、改变相互接触的材料等等方式来控制摩擦磨损，但是很难实现同时兼具低摩擦系数和高耐磨性的方法。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，旨在同时降低非晶碳膜在摩擦过程的摩擦系数和磨损。

本发明的技术方案如下：

一种水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，包括：

采用摩擦件在非晶碳膜表面进行摩擦运动；

在所述摩擦运动过程中，对所述非晶碳膜施加平行于所述非晶碳膜的表面的电场，以降低所述非晶碳膜的摩擦磨损；

其中，所述摩擦运动的方向具有平行于所述电场的方向的分向量。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述电场的电流的方向平行于所述摩擦运动的方向。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述在非晶碳膜上施加平行于非晶碳膜的表面的电场，具体包括：

在绝缘基底上制备非晶碳膜，并对所述非晶碳膜的表面进行清洁处理；

在经清洁处理后的非晶碳膜的表面的两端分别制备第一电极和第二电极；

确定电场参数，根据所述电场参数将所述第一电极与所述第二电极电连接，以施加平行于非晶碳膜的表面的电场。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，通过所述电场参数调节所述非晶碳膜的电功率，所述电场参数为非晶碳膜的电压值和/或电流值。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述非晶碳膜的电功率不大于5.5W。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述绝缘基底为氧化硅基底。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述摩擦件的材料选自金属材料或陶瓷材料中的一种。

所述的水平电子诱导非晶碳膜低摩擦磨损的方法，其中，所述采用摩擦球在非晶碳膜的表面进行摩擦运动，具体包括：