摘要 | 第5-7页 |
Abstract | 第7-8页 |
Chapter 1 Introduction | 第12-53页 |
1.1 Background | 第12-18页 |
1.2 Analytical models of atomic-scale friction | 第18-43页 |
1.2.1 Prandtl-Tomlinson model | 第19-26页 |
1.2.2 Extended Prandtl-Tomlinson model | 第26-39页 |
1.2.3 Mechano-kinetic model | 第39-43页 |
1.3 Experimental techniques for atomistic friction | 第43-49页 |
1.3.1 Principle of Atomic Force Microscope | 第45-48页 |
1.3.2 Experimental setup | 第48-49页 |
1.4 Computational methods | 第49-52页 |
1.4.1 Molecular dynamics simulation | 第50-52页 |
1.5 This Thesis | 第52-53页 |
Chapter 2 Experimental and Theoretical Investigations on the Nanoscale KineticFriction in Ambient Environmental Conditions | 第53-74页 |
2.1 Introduction | 第53-56页 |
2.2 Experimental Procedure | 第56-59页 |
2.2.1 Measurement protocol | 第56-58页 |
2.2.2 Lateral force and adhesion force measurements | 第58-59页 |
2.3 Proposed analytical model | 第59-63页 |
2.3.1 Governing Equation of Motion | 第59-61页 |
2.3.2 Capillary force consideration | 第61-63页 |
2.4 Results and Discussion | 第63-72页 |
2.4.1 RH and temperature dependence of capillary force | 第63-65页 |
2.4.2 Friction versus normal load in humid environment | 第65-67页 |
2.4.3 Temperature dependence of friction and adhesion in humid environment | 第67-71页 |
2.4.4 Effect of temperature and humidity on vibration-induced friction reduction | 第71-72页 |
2.5 Conclusions | 第72-74页 |
Chapter 3 Origin of Frictional Ageing in Ultrahigh Vacuum by MolecularDynamics Simulation | 第74-92页 |
3.1 Introduction | 第74-75页 |
3.2 Methodology | 第75-80页 |
3.2.1 Model Considerations | 第76-77页 |
3.2.2 Potentials | 第77-80页 |
3.3 Simulation results and discussion | 第80-90页 |
3.3.1 Direct observation of frictional ageing | 第80-86页 |
3.3.2 Contact ageing in the energy point of view:correlation with the TA-PT model | 第86-88页 |
3.3.3 Anisotropy dependence of frictional ageing | 第88-90页 |
3.4 Conclusions | 第90-92页 |
Chapter 4 Molecular Dynamics Simulation of Dynamic LubricityAtomic Force Microscopy in Ultrahigh Vacuum Conditions | 第92-112页 |
4.1 Background | 第92页 |
4.2 Motivation | 第92-95页 |
4.3 Simulation method | 第95-97页 |
4.3.1 Model | 第95-96页 |
4.3.2 Estimation of the modulation frequency | 第96-97页 |
4.3.3 Determination of the energy barrier | 第97页 |
4.4 Results and discussion | 第97-110页 |
4.4.1 Frequency modulation dependence of friction | 第97-102页 |
4.4.2 MD demonstration of frictional strengthening at large frequencies | 第102-106页 |
4.4.3 Energy barrier dependence of artificial vibration-induced friction reduction | 第106-110页 |
4.5 Conclusions | 第110-112页 |
Chapter 5 Conclusions | 第112-117页 |
5.1 Summary | 第112-114页 |
5.2 Recommendations | 第114-117页 |
Acknowledgements | 第117-119页 |
Bibliography | 第119-141页 |
List of publications & attended conferences | 第141页 |