Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Quan hệ ma sát dưới góc nhìn toàn diện
Tóm tắt
Trong nhiều năm qua, một vấn đề cơ bản trong cơ học tiếp xúc, cả trong lĩnh vực ma sát học và các vấn đề ấn sâu, là sự không thể nhìn thấy những gì đang diễn ra - vấn đề giao diện bị chôn vùi. Trong vài năm qua, đã có những phát triển cho phép thực hiện các thí nghiệm cơ học tiếp xúc tại chỗ trong kính hiển vi điện tử truyền qua. Các thí nghiệm mới này đã được thực hiện nhờ sự thu nhỏ của các cảm biến và bộ truyền động, cũng như cải tiến về độ ổn định cơ học và độ nhạy lực của chúng. Những thông tin mới hiện nay đang được cung cấp về các quá trình ở quy mô nanomet như trượt, mài mòn và phản ứng hóa học ma sát, cũng như sự tiến hóa cấu trúc vi mô trong quá trình ấn nano như sự bùng nổ dislocation và biến đổi pha. Bài báo này cung cấp cái nhìn tổng quan về một số phát triển này, cả về những tiến bộ trong thiết bị kỹ thuật và một số cái nhìn khoa học mới lạ.
Từ khóa
#cơ học tiếp xúc #ma sát học #kính hiển vi điện tử #thí nghiệm tại chỗ #quy trình nanomet #biến đổi pha #sự bùng nổ dislocationTài liệu tham khảo
G. Binnig, C.F. Quate, C. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).
C.M. Mate, G.M. McClelland, R. Erlandsson, S. Chiang, Phys. Rev. Lett. 59, 1942 (1987).
J. Krim, D.H. Solina, R. Chiarello, Phys. Rev. Lett. 66, 181 (1991).
E.T. Watts, J. Krim, A. Widom, Phys. Rev. B 41, 3466 (1990).
D. Tabor, Rh. Winterto, Proc. R. Soc. London, Ser. A 312, 435 (1969).
T.W. Scharf, I.L. Singer, Tribol. Lett. 14, 3 (2003).
N.T. McDevitt, M.S. Donley, J.S. Zabinski, Wear 166, 65 (1993).
P.M. Cann, H.A. Spikes, Tribol. Trans. 34, 248 (1991).
T.W. Scharf, I.L. Singer, Tribol. Lett. 14, 137 (2003).
M. Jean-Michel, L. Hong, M. Thiery Le, M. Maryline, Tribol. Lett. 14, 25 (2003).
J. de la Figuera, K. Pohl, O.R. de la Fuente, A.K. Schmid, N.C. Bartelt, C.B. Carter, R.Q. Hwang, Phys. Rev. Lett. 86, 3819 (2001).
N. Gane, Proc. R. Soc. London, Ser. A 317, 367 (1970).
N. Gane, F.P. Bowden, J. Appl. Phys. 39, 1432 (1968).
M. Kuwabara, W. Lo, J.C.H. Spence, J. Vac. Sci. Technol. A 7, 2745 (1989).
W.K. Lo, J.C.H. Spence, Ultramicroscopy 48, 433 (1993).
J.C.H. Spence, W. Lo, M. Kuwabara, Ultramicroscopy 33, 69 (1990).
J.C.H. Spence, Ultramicroscopy 25, 165 (1988).
M.I. Lutwyche, Y. Wada, Sens. Actuators A 48, 127 (1995).
M.I. Lutwyche, Y. Wada, Appl. Phys. Lett. 66, 2807 (1995).
Y. Naitoh, K. Takayanagi, M. Tomitori, Surf. Sci. 357, 208 (1996).
T. Kizuka, N. Tanaka, S. Deguchi, M. Naruse, Microsc. Microanal. 4, 218 (1998).
T. Kizuka, K. Yamada, S. Deguchi, M. Naruse, N. Tanaka, J. Electron Microsc. 46, 151 (1997).
T. Kizuka, K. Yamada, S. Deguchi, M. Naruse, N. Tanaka, Phys. Rev. B 55, R7398 (1997).
H. Ohnishi, Y. Kondo, K. Takayanagi, Nature 395, 780 (1998).
H. Ohnishi, Y. Kondo, K. Takayanagi, Surf. Sci. 415, L1061 (1998).
K. Svensson, Y. Jompol, H. Olin, E. Olsson, Rev. Sci. Instrum. 74, 4945 (2003).
D. Erts, A. Lõhmus, R. Lõhmus, H. Olin, Appl. Phys. A 72(Suppl.), S71 (2001).
D. Erts, A. Lõhmus, R. Lõhmus, H. Olin, A.V. Pokropivny, L. Ryen, K. Svensson, Appl. Surf. Sci. 188, 460 (2002).
T. Kizuka, H. Ohmi, T. Sumi, K. Kumazawa, S. Deguchi, M. Naruse, S. Fujisawa, S. Sasaki, A. Yabe, Y. Enomoto, Jpn. J. Appl. Phys. 40, L170 (2001).
T. Kuzumaki, Y. Mitsuda, Jpn. J. Appl. Phys. 45, 364 (2006).
M. Nakajima, F. Arai, T. Fukuda, IEEE Trans. Nanotechnol. 5, 243 (2006).
A. Nafari, D. Karlen, C. Rusu, K. Svensson, H. Olin, P. Enoksson, Proceedings of the 20th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS 2007), January 21–25, 2007, Kobe, Japan, pp. 103–106.
A.M. Minor, J.W. Morris, Jr., E.A. Stach, Appl. Phys. Lett. 79, 1625 (2001).
M.S. Bobji, J.B. Pethica, B.J. Inkson, J. Mater. Res. 20, 2726 (2005).
M.S. Bobji, C.S. Ramanujan, J.B. Pethica, B.J. Inkson, Meas. Sci. Technol. 17, 1324 (2006).
A. Nafari, A. Danilov, H. Rödjegärd, P. Enoksson, H. Olin, Sens. Actuators A 123–124, 44 (2005).
K.A. Rzepiejewska-Malyska, G. Buerki, J. Michler, R.C. Major, E. Cyrankowski, S.A. Syed Asif, O.L. Warren, J. Mater. Res. 23, 1973 (2008).
A. Merkle, L.D. Marks, Wear 265, 1864–1869 (2008).
A.P. Merkle, L.D. Marks, Appl. Phys. Lett. 90, 064101 (2007).
M. Dienwiebel, N. Pradeep, G.S. Verhoeven, H.W. Zandbergen, J.W.M. Frenken, Surf. Sci. 576, 197 (2005).
M. Dienwiebel, G.S. Verhoeven, N. Pradeep, J.W.M. Frenken, J.A. Heimberg, H.W. Zandbergen, Phys. Rev. Lett. 92, 126101 (2004).
A.P. Merkle, L.D. Marks, Tribol. Lett. 26, 73 (2007).
A.P. Merkle, L.D. Marks, Philos. Mag. Lett. 87, 527 (2007).
E.A. Stach, T. Freeman, A.M. Minor, D.K. Owen, J. Cumings, M.A. Wall, T. Chraska, R. Hull, J.W. Morris, Jr., A. Zettl, U. Dahmen, Microsc. Microanal. 7, 507 (2001).
A.M. Minor, S.A. Syed Asif, Z.W. Shan, E.A. Stach, E. Cyrankowski, T.J. Wyrobek, O.L. Warren, Nat. Mater. 5, 697 (2006).
W.A. Soer, J.Th.M. De Hosson, A.M. Minor, Z.W. Shan, S.A. Syed Asif, O.L. Warren, Appl. Phys. Lett. 90, 181924 (2007).
O.L. Warren, Z.W. Shan, S.A. Syed Asif, E.A. Stach, J.W. Morris, Jr., A.M. Minor, Mater. Today 10(4), 59 (2007).
A. Gouldstone, N. Chollacoop, M. Dao, J. Li, A.M. Minor, Y.L. Shen, Acta Mater. 55, 4015 (2007).
Y. Sun, J. Ye, Z.W. Shan, A.M. Minor, T.J. Bulk, JOM 59(9), 54 (2007).
K.J. Hemker, W.D. Nix, Nat. Mater. 7, 97 (2008).
Z.W. Shan, R.K. Mishra, S.A. Syed Asif, O.L. Warren, A.M. Minor, Nat. Mater. 7, 115 (2008).
Z.W. Shan, J. Li, Y.Q. Cheng, A.M. Minor, S.A. Syed Asif, O.L. Warren, E. Ma, Phys. Rev. B 77, 155419 (2008).
Z.W. Shan, G. Adesso, A. Cabot, M.P. Sherburne, S.A. Syed Asif, O.L. Warren, D.C. Chrzan, A.M. Minor, A.P. Alivisatos, Nat. Mater. (2008), in press.
C.A. Schuh, Mater. Today 9(5), 32 (2006).
A. Merkle, L.D. Marks, O. Eryilmaz, A. Erdimer, manuscript in preparation.
C. Kisielowski, B. Freitag, M. Bischoff, H. van Lin, S. Lazar, G. Knipels, P. Tiemeijer, M. van der Stam, S. von Harrach, M. Stekelenburg, M. Haider, S. Uhlemann, H. Muller, P. Hartel, B. Kabius, D. Miller, I. Petrov, E.A. Olson, T. Donchev, E.A. Kenik, A.R. Lupini, J. Bentley, S.J. Pennycook, I.M. Anderson, A.M. Minor, A.K. Schmid, T. Duden, V. Radmilovic, Q.M. Ramasse, M. Watanabe, R. Erni, E.A. Stach, P. Denes, U. Dahmen, Microscopy and Microanalysis 14, 469–477 (2008).