纳米尺度单晶锗各向异性摩擦磨损性能试验研究

稀有金属材料与工程, 2015, 44(8): 1904-1908.

纳米尺度单晶锗各向异性摩擦磨损性能试验研究

杨晓京 ^1, , 刘艳荣 ^2, , 杨小江 ^3, , 方聪聪 ^4,

1.昆明理工大学,云南昆明,650500

2.昆明理工大学,云南昆明,650500

3.昆明理工大学,云南昆明,650500

4.昆明理工大学,云南昆明,650500

基金项目: 国家自然科学基金(11062003,51365021)

关键词：纳米尺度 , 单晶锗 , 纳米压痕 , 各向异性 , 摩擦 , 磨损

Friction and Wear Experiments on Anisotropic Properties of Single Crystal Germanium in Nanoscale

Keywords： nanoscale , single crystal germanium , nano-indentation , anisotropic property , friction , wear

利用纳米压痕仪和原子力显微镜,分别对单晶锗Ge (100)、Ge (110)、Ge (111)3种晶向的表面进行纳米尺度下的摩擦磨损试验.在较大载荷的条件下,3种不同晶面取向的单晶锗磨损情况均呈现沟槽形式,沟槽两侧出现明显的碎屑堆积现象.在划痕试验过程中,单晶锗的磨损性能受晶面取向影响较小;单晶锗的摩擦力随着滑动速度的增加而增加.而且,随着滑动速度的增大,晶体表面出现严重的磨损-沟槽损伤,沟槽两侧碎屑堆积的体积也越来越大,沟槽的深度也逐渐增大;单晶锗在较低载荷下,摩擦力基本保持稳定,但随着载荷的增大,单晶锗的摩擦力呈非线性增长,载荷增大一定值时,晶体表面发生明显的由塑性变形向脆性破坏转变的脆塑转变过渡过程,导致单晶锗表面发生脆性剥离,形成沟槽两侧碎屑堆积.

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