Đặc điểm trao đổi ma sát của lớp màng nano tự lắp ráp được phủ trên 3-aminopropyltriethoxysilane phosphoryl hóa

Bulletin of Materials Science - Tập 34 - Trang 583-588 - 2011
J LI1, X Z LI2
1School of Mechanical and Automation Engineering, Shanghai Institute of Technology, Shanghai, P.R. China
2English group, Shouguang Experimental School, Shandong, P.R. China

Tóm tắt

Các lớp màng mỏng được lắp đặt trên lớp đơn phân tử tự lắp ráp phosphonate 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES) đã được tạo ra trên bề mặt silicon hydroxyl hóa thông qua một quy trình tự lắp ráp từ dung dịch được điều chế đặc biệt. Thành phần hóa học của các lớp màng và trạng thái hóa học của các nguyên tố đã được phát hiện bằng quang phổ điện tử tia X (XPS). Độ dày của các lớp màng được xác định bằng thiết bị ellipsometer, trong khi hình thái và các thuộc tính nanotribo của các mẫu được phân tích thông qua kính hiển vi lực nguyên tử (AFM). Kết quả cho thấy, lớp màng mục tiêu đã được thu nhận và có thể đã xảy ra phản ứng giữa các lớp màng mỏng và bề mặt silicon. Ngoài ra, cũng phát hiện rằng các lớp màng mỏng thể hiện ma sát và độ bám dính thấp nhất, tiếp theo là APTES-SAM và APTES-SAM phosphoryl hóa, trong khi bề mặt silicon cho thấy ma sát và độ bám dính cao. Các nghiên cứu về vết xước/mòn ở quy mô vi mô đã cho thấy rõ ràng rằng các lớp màng mỏng có khả năng chống xước/mòn tốt hơn nhiều so với các mẫu khác. Việc giảm ma sát vượt trội và khả năng chống xước/mòn của các lớp màng mỏng có thể được quy cho công việc bám dính thấp của các nhóm kết thúc không phân cực và sức mạnh liên kết mạnh giữa các lớp màng và bề mặt.

Từ khóa

#lớp màng mỏng #3-aminopropyltriethoxysilane #tự lắp ráp #ma sát #chống xước #quang phổ điện tử tia X #kính hiển vi lực nguyên tử

Tài liệu tham khảo

Anonymous 1977 Microelectromechanical systems: Advanced materials and fabrication methods, NMAB-483 (Washington DC: National Academy Press) Arney S 2001 MRS Bull. 26 296 Bhushan B 1998 Tribology issues and opportunities in Mems (Dordrecht: Kluwer Academic) Bhushan B 2005 Wear 259 1507 Bhushan B, Israelachvili J N and Landmann U 1995 Nature 374 607 Bhushian B 1999 Handbook of micro/nanotribology (Boca Raton, FL: CRC) 2nd ed Bierbaum K, Kinzler M, Wöll Ch, Gruzne M, Hähner G, Heid S and Effenberger F 1995 Langmuir 11 512 Binnig G, Quate C F and Gerber Ch 1986 Phys. Rev. Lett. 56 930 Boshui C, Yi Y and Junxiu D 1998 J. Chin. Rare Earth Soc. 16 220 Buscher T C, McBranch D and DeQuan L 1996 J. Am. Soc. 118 2950 Cha K H and Kim D E 2001 Wear 251 1169 Depalma V and Tillman N 1989 Langmuir 5 868 Dugger M T, Senft D C and Nelso G C 2000 ACS Symp. Ser. 741 455 Glosli J N and Gary McClelland M 1993 Phys. Rev. Lett. 70 1960 Israelachvili J N 1985 Intermolecular and surface forces (New York: Academic Press) Katz H E, Scheller G, Putvinski T M, Schilling M L, Wilson W L and Chidsey C E D 1991 Science 254 1485 Kayali S, Lawton R, Smith B H and Irwin L W 1999 EEE Links 5 10 Roukes M 2001 Physics World 14 25 Tsukruk V V, Bliznyuk V N, Hazel J, Visser D and Everson M P 1996 Langmuir 12 4840