国家自然科学基金(50405042)
- 作品数：12 被引量：26H指数：3
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- PVA-Silk复合水凝胶的启动摩擦性能研究被引量：2
- 2008年
- 选用高分子聚乙烯醇(PVA)和脱胶后的蚕丝(Silk)为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-Silk复合水凝胶.在光学显微镜上观察PVA-Silk复合水凝胶的微观形貌,在UMT-Ⅱ型微摩擦试验机上对PVA-Silk复合水凝胶开展往复式摩擦实验,研究接触时间、滑动速率及冷冻-融化次数对复合水凝胶的启动摩擦性能的影响.结果表明,随反复冷冻-融化次数的增加,PVA-Silk复合水凝胶的交联度增大,结晶度提高,其弹性模量增大,最大法向压缩变形量减小,且其基本恢复变形所需的时间减小;PVA-Silk复合水凝胶在滑动过程中的法向位移量和最大摩擦系数随接触时间的延长而增大,随反复冷冻-融化次数的增加而减少;但最大摩擦系数与滑动速率无明显的相关联性.
- 张德坤程慧茹沈艳秋葛世荣
- 关键词：聚乙烯醇蚕丝复合水凝胶
- 碳离子注入前后单晶硅的摩擦性能对比
- 2007年
- 以不同剂量的碳离子注入得到不同单晶硅片试样,用原位纳米力学测试系统对其纳米硬度和弹性模量进行测定;在UMT-2型摩擦试验机上进行摩擦试验,用S-3000N型扫描电镜观察其磨损后的磨痕形貌。结果表明:碳离子注入后硅片的纳米硬度和弹性模量略高于注入前的单晶硅片,注入后硅片的减摩效果和耐磨性能在0.1~0.3 N载荷下得到了大幅度提高,当载荷增加后,摩擦因数迅速增加并产生磨损痕迹;离子注入前后单晶硅片的磨损机制近似,都以涂抹形貌为主,局部出现剥落现象。
- 吴虎城张德坤李伟
- 关键词：单晶硅离子注入
- 聚乙烯醇/纳米羟基磷灰石复合水凝胶的接触变形与启动摩擦特性研究被引量：6
- 2008年
- 选用高分子聚乙烯醇(PVA)和纳米羟基磷灰石(HA)为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA/HA复合水凝胶,在超高精度三维轮廓仪、光学显微镜和S-3000N型扫描电子显微镜上观察PVA/HA复合水凝胶的微观组织形貌,用精密位移传感器对PVA/HA复合水凝胶的接触变形特性进行测量,采用UMT-II型微摩擦磨损试验机评价PVA/HA复合水凝胶的启动摩擦特性.结果表明:PVA/HA复合水凝胶与天然骨组织具有相似的交联网状微观结构,表现出良好的黏弹性;PVA/HA复合水凝胶在滑动过程中的法向位移变化所对应的时间以及启动摩擦系数与接触时间呈现出先减小而后增大的趋势,在相同接触时间下,天然软骨的启动摩擦系数及其对应的滑行时间均比PVA/HA复合水凝胶小;而PVA/HA复合水凝胶的启动摩擦系数与滑动速率无明显的关联性;试样之间法向位移的转折点及其所对应的滑行时间均随滑动速率的增大而减小,这与天然软骨的试验结果基本一致.
- 沈艳秋张德坤葛世荣
- 关键词：聚乙烯醇羟基磷灰石复合水凝胶微观结构
- 微球体尺度对硅片表面改性效果的影响
- 2008年
- 以单晶硅(110)和C+注入硅片后形成的表面改性层为研究对象,对C+注入单晶硅后的离子分布深度概率进行模拟计算,选择不同直径尺度的SiO2球与其配副,在UMT-II微摩擦磨损试验机上开展微载荷和不同球径尺度下的摩擦磨损试验,分析C+注入前后硅片的摩擦系数变化规律,在MicroXAMTM超高精度三维轮廓仪和S-3000N型扫描电镜上观察硅片磨损后的微观形貌。结果表明,C+注入对单晶硅表面的摩擦磨损性能改善明显,改善效果与施加的微载荷和接触应力相关。载荷小于0.1 N时,C+注入后硅片的减摩效果不明显;载荷大于0.2 N时,C+注入后硅片的耐磨性显著提高,其磨损机理主要为磨粒磨损和粘着磨损。
- 李伟张德坤吴虎城
- 关键词：单晶硅离子注入
- 碳离子注入前后硅片的微动磨损行为研究被引量：1
- 2008年
- 利用离子注入技术对单晶硅片表面进行碳离子注入,用原位纳米力学测试系统对碳离子注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-II型微摩擦试验机上对其开展微动磨损试验,利用S-3000N型扫描电镜观察其磨损后的磨痕表面形貌。结果表明,碳离子注入后硅片的纳米硬度增加,弹性模量降低,减摩效果和抗磨性能得到了提高;注入前后硅片的微动磨损机制相似,主要磨损形式为磨粒磨损。
- 吴虎城张德坤李伟陈立奇
- 关键词：单晶硅离子注入微动磨损
- 注入能量对硅片的表面性能影响的研究被引量：2
- 2006年
- 以单晶硅(111)作为研究对象,选用注入剂量为8×1015ions／cm2,注入能量分别为50,80和120 keV的C+注入方法对单晶硅片进行离子注入．利用原位纳米力学测试系统对C+注入前后硅片的纳米硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦试验机上对C+注入前后硅片开展往复滑动微摩擦实验,研究其摩擦系数和声发射信号的变化,采用T-1000型表面轮廓仪测量C+注入前后硅片的磨损量,利用S-3000N型扫描电子显微镜表征C+注入前后硅片的磨损机理．结果表明,C+注入能量为50 keV硅片的纳米硬度和弹性模量大幅减小,而其他2种注入能量的纳米硬度和弹性模量与单晶硅相差较小;C+注入后硅片的减摩效果得到了提高,在小载荷下其摩擦系数大幅度降低,但在载荷达到一定值后,摩擦系数和声发射信号会迅速增加并且产生磨痕;注入能量为120 keV的硅片的减摩效果最佳,注入能量为80 keV和120 keV的硅片的抗磨性能较好;C+注入前后单晶硅片的磨损形貌在小载荷下以黏着磨损为主．
- 张德坤葛世荣王庆良刘金龙
- 关键词：单晶硅力学性能摩擦磨损性能
- PVA-蚕丝复合水凝胶的制备与性能评价被引量：1
- 2007年
- 选用高分子聚乙烯醇(PVA)和脱胶后的蚕丝为原料,采用反复冷冻-融化法制备PVA-蚕丝复合水凝胶.在去离子水溶液中浸泡,并通过称重法研究复合水凝胶的溶胀特性以及蚕丝的含量对其溶胀性能的影响.采用平头圆柱压头测定复合水凝胶的压缩弹性模量并依据国标GB1685-82测量复合水凝胶的应力松弛特性.用S-3000N型扫描电镜表征PVA-蚕丝复合水凝胶的微观结构.结果表明:在去离子水中,复合水凝胶的溶胀趋势基本一致,而且溶胀比均随着蚕丝含量的增高而降低;PVA-蚕丝复合水凝胶的弹性模量和应力松弛速率均随着蚕丝添加量的增高而增高;丝胶与聚乙烯醇有良好的结合性,蚕丝的加入使PVA基体结构的方向性增强.
- 张德坤葛世荣沈艳秋刘金龙
- 关键词：聚乙烯醇蚕丝复合水凝胶溶胀性微观结构
- 单晶硅在氮离子注入前后的力学性能研究
- 2007年
- 以微机电系统常用的单晶硅材料和经氮离子注入单晶硅后形成的表面改性层为研究对象,在原位纳米力学测试系统上进行微压痕实验,对样品的表面纳米硬度进行了测试。同时,还通过该仪器的原子力成像功能对实验区域扫描成像,在纳米尺度下观察和分析形貌。结果表明:单晶硅在氮离子注入前后的纳米硬度值与载荷有很大关系。通过对微压痕和原子力图像的分析,表明单晶硅在氮离子注入后的纳米硬度值有所降低,其主要原因是氮离子注入后导致晶格抵抗变形的能力降低。
- 李伟张德坤吴虎城
- 关键词：单晶硅离子注入
- 氮离子注入硅表面的力学性能及其微摩擦磨损行为研究被引量：12
- 2006年
- 以单晶硅作为研究对象,选用离子注入剂量分别为5×1014ions/cm2、6×1015ions/cm2和1×1017ions/cm2,注入能量为110 keV的氮离子注入单晶硅片,利用原位纳米力学测试系统对氮离子注入前后单晶硅片的硬度和弹性模量进行测定,在UMT-2型微摩擦磨损试验机上对氮离子注入前后单晶硅片的往复滑动微摩擦磨损性能进行研究.结果表明,氮离子注入后单晶硅片的纳米硬度和弹性模量减小,且注入剂量越大,其降低越明显.氮离子注入后单晶硅片的减摩性能提高,其摩擦系数大幅度降低,在载荷达到一定值后,氮离子注入层被迅速磨穿,摩擦系数迅速增加并产生磨痕.其磨损机制在小载荷下以粘着磨损为主,在大载荷下以材料的微疲劳和微断裂为主.
- 张德坤葛世荣王世博王庆良
- 关键词：MEMS单晶硅离子注入摩擦磨损性能
- 基于VB的摩擦试验机测试系统的实现被引量：3
- 2008年
- 采用PCI-1710L数据采集卡,在Visual Basic 6.0编程环境下开发摩擦试验机的测试系统,通过调用动态链接库(DLL)的方法实现摩擦试验数据的实时采集。该测试系统能够精确实现正压力和摩擦力的实时采集、摩擦系数的动态显示,为摩擦学试验研究提供了一个强有力的测试手段。
- 吴虎城张德坤刘建李伟孟峰
- 关键词：数据采集动态链接库VISUAL
