基于AFM的石墨烯摩擦与磨损性质研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| Abstract | 第5页 |
| 第一章 绪论 | 第8-17页 |
| 1.1 石墨烯概述 | 第8-9页 |
| 1.1.1 石墨烯的结构 | 第8页 |
| 1.1.2 石墨烯的性能及应用 | 第8-9页 |
| 1.2 石墨烯纳米摩擦的研究动态 | 第9-14页 |
| 1.2.1 石墨烯摩擦与层数的关系 | 第9-11页 |
| 1.2.2 石墨烯摩擦与扫描方向的关系 | 第11-12页 |
| 1.2.3 石墨烯摩擦与载荷的关系 | 第12-13页 |
| 1.2.4 石墨烯制备工艺和改性对摩擦的影响 | 第13-14页 |
| 1.3 石墨烯磨损的研究动态 | 第14-15页 |
| 1.4 本文主要研究内容 | 第15-16页 |
| 1.5 本章小结 | 第16-17页 |
| 第二章 实验仪器及测量技术 | 第17-27页 |
| 2.1 原子力显微镜(AFM)的基本介绍 | 第17-19页 |
| 2.1.1 AFM的基本组成 | 第17-18页 |
| 2.1.2 AFM的工作模式 | 第18-19页 |
| 2.2 AFM的基本工作原理 | 第19-21页 |
| 2.2.1 粘附力的测量原理 | 第19-20页 |
| 2.2.2 摩擦力的测量原理 | 第20-21页 |
| 2.3 AFM载荷与摩擦力的标定 | 第21-25页 |
| 2.3.1 探针法向弹性系数的标定 | 第21-23页 |
| 2.3.2 摩擦力的标定 | 第23-25页 |
| 2.4 本研究采用的AFM的主要技术指标 | 第25-26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 第三章 石墨烯的制备、表征及粘附力研究 | 第27-41页 |
| 3.1 石墨烯样品的制备 | 第27-30页 |
| 3.1.1 机械剥离石墨烯的制备 | 第27-28页 |
| 3.1.2 化学气相沉积石墨烯的制备 | 第28-29页 |
| 3.1.3 氧化还原石墨烯的制备 | 第29页 |
| 3.1.4 氧化石墨烯的制备 | 第29-30页 |
| 3.2 石墨烯样品的表征 | 第30-37页 |
| 3.2.1 AFM表面形貌表征 | 第30-32页 |
| 3.2.2 透射电子显微镜表征 | 第32-33页 |
| 3.2.3 拉曼光谱表征 | 第33-34页 |
| 3.2.4 X射线光电子能谱表征 | 第34-36页 |
| 3.2.5 傅立叶转换红外线光谱表征 | 第36-37页 |
| 3.2.6 水接触角测量 | 第37页 |
| 3.3 石墨烯表面的粘附力研究 | 第37-40页 |
| 3.3.1 引言 | 第37-38页 |
| 3.3.2 不同类型石墨烯粘附力的对比分析 | 第38-39页 |
| 3.3.3 石墨烯厚度对粘附力的影响 | 第39-40页 |
| 3.4 本章小结 | 第40-41页 |
| 第四章 少层石墨烯的纳米摩擦性质对比研究 | 第41-52页 |
| 4.1 载荷对石墨烯摩擦性质的影响 | 第41-43页 |
| 4.1.1 实验数据及结果 | 第41-42页 |
| 4.1.2 比较分析与结论 | 第42-43页 |
| 4.1.3 摩擦前后针尖的SEM表征 | 第43页 |
| 4.2 湿度对石墨烯摩擦的影响 | 第43-45页 |
| 4.2.1 实验数据及结果 | 第43-44页 |
| 4.2.2 比较分析与结论 | 第44-45页 |
| 4.3 扫描速度对石墨烯摩擦的影响 | 第45-48页 |
| 4.3.1 低湿度环境下的实验结果及分析 | 第45-47页 |
| 4.3.2 较高湿度环境下的实验结果及分析 | 第47-48页 |
| 4.3.3 微悬臂的振荡测试 | 第48页 |
| 4.4 机械剥离石墨烯的边界摩擦 | 第48-51页 |
| 4.5 本章小结 | 第51-52页 |
| 第五章 少层石墨烯的磨损性质对比研究 | 第52-63页 |
| 5.1 机械剥离石墨烯的磨损性质 | 第52-53页 |
| 5.2 CVD合成石墨烯的磨损性质 | 第53-55页 |
| 5.3 氧化还原石墨烯的磨损性质 | 第55-56页 |
| 5.4 氧化石墨烯的磨损性质 | 第56-58页 |
| 5.5 氧化石墨烯厚度对磨损性质的影响 | 第58-60页 |
| 5.6 磨损前后针尖的SEM表征 | 第60-62页 |
| 5.7 本章小结 | 第62-63页 |
| 第六章 总结与展望 | 第63-65页 |
| 6.1 主要工作与总结 | 第63-64页 |
| 6.2 展望 | 第64-65页 |
| 致谢 | 第65-66页 |
| 攻读学位期间的学术成果 | 第66-67页 |
| 参考文献 | 第67-70页 |
