1036 / 2023-02-14 14:17:54

TiO2表面的光致超滑现象

以水基超滑为代表的液体超滑（摩擦系数＜0.01）在近年来取得了飞速的发展，而通过外加物理场对系统摩擦调控达到超滑的研究相对欠缺。本研究以光敏陶瓷材料TiO₂为摩擦副，通过引入紫外（UV）光场，在磷酸溶液中实现了从非超滑状态到超滑状态的改变。光致超滑的主要机理为，该氮化硅-二氧化钛摩擦系统经过跑合后，在磷酸水溶液中处于混合润滑的状态，流体动压效应以及摩擦副表面的双电层效应是摩擦系数较低的必要条件；光照处理后，由于二氧化钛表面在电子空穴对逸出的情况下产生氧空穴，与磷酸分子中羟基结合或者与水分子反应生成Ti-OH结构，增强了磷酸分子在二氧化钛表面的吸附，形成具有良好润滑效应的吸附层，降低混合润滑中粗糙峰接触的剪切强度，最终实现了超滑。本研究还进一步探究了跑合条件对光致超滑现象实现和失效的影响机理。本研究成功实现了光场作用下系统由非超滑向超滑状态的转变，为超滑的研究提供了新的思路，也为未来进一步在特殊工况下的应用提供了解决方案。