第十五届全国表面工程青年学术会议

石墨烯材料具有良好的二维材料属性和低摩擦特性，常被用于润滑涂层，用于微纳机械中可动零部件的减磨。但是石墨烯的表面形貌和摩擦行为会受到基底材料的影响，在纳米摩擦中，这一现象更加明显。本次研究中发现，不锈钢等多晶基底材料表面的石墨烯会出现局部隆起现象，这些石墨烯隆起结构会进一步影响纳米摩擦行为。紧密吸附于基底表面上石墨烯的摩擦力较低，隆起石墨烯的会引起摩擦力的增大。而且，尖端与隆起石墨烯接触的过程引起的摩擦力上升要分为两个阶段，两个阶段中摩擦力上升速度和形成机制不同。以接触面积为参考量，通过褶皱理论可解释摩擦力上升的第一阶段。统计尖端中硅原子受力分布，通过质量演化理论解释了摩擦力上升的第二阶段。并且，以PT模型为基础从原子角度可解释摩擦力最终稳定波动的状态。本次研究根据实验现象和理论分析阐述了石墨烯隆起结构的纳米摩擦行为，完整地揭示了尖端与隆起石墨烯接触过程中摩擦力变化的作用机理，一定程度上统一了褶皱理论和质量演化理论。本次研究结果为石墨烯用于不锈钢的纳米润滑提供了新的见解。

石墨烯,隆起结构,纳米摩擦