107 / 2021-05-24 16:02:35

垂直压力下不同摩擦副与金刚石界面的摩擦行为分析

类金刚石（DLC）薄膜因其优异的摩擦学性能而受到科学界和工程界的广泛关注。石墨化已被广泛用于解释DLC膜的低摩擦行为。然而，由于现有表征技术的限制，对相变和石墨化机理的微观认识从未进行过。该工作采用第一性原理计算方法，比较研究了Cu/Diamond和Ni/Diamond两种界面模型中界面C原子的相变行为和界面电子结构信息。相变行为主要是由于在垂直压力作用下，界面部分C原子杂化模式发生了变化，即sp³向sp²方向转变。我们进一步利用界面电荷密度的转移来表达摩擦性能的差异。计算结果表明，界面C原子的再杂化行为对两界面间的电荷转移有不同的影响。这项工作有助于从微观电子结构上理解垂直压力下的石墨化现象。