螺旋碳纳米管纤维表面动摩擦行为研究

张新禄 王鹏飞 汪国睿 陈心安 徐松林

张新禄, 王鹏飞, 汪国睿, 陈心安, 徐松林. 螺旋碳纳米管纤维表面动摩擦行为研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261116
引用本文: 张新禄, 王鹏飞, 汪国睿, 陈心安, 徐松林. 螺旋碳纳米管纤维表面动摩擦行为研究[J]. 高压物理学报. doi: 10.11858/gywlxb.20261116
ZHANG Xinlu, WANG Pengfei, WANG Guorui, CHEN Xinan, XU Songlin. Dynamic Friction Behavior on the Surface of Twisted Carbon Nanotube Fibers[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261116
Citation: ZHANG Xinlu, WANG Pengfei, WANG Guorui, CHEN Xinan, XU Songlin. Dynamic Friction Behavior on the Surface of Twisted Carbon Nanotube Fibers[J]. Chinese Journal of High Pressure Physics. doi: 10.11858/gywlxb.20261116

螺旋碳纳米管纤维表面动摩擦行为研究

doi: 10.11858/gywlxb.20261116

Dynamic Friction Behavior on the Surface of Twisted Carbon Nanotube Fibers

  • 摘要: 碳纳米管纤维因具有优异的力学和电学性能,在微纳器件、柔性电子和高性能复合材料中具有重要应用前景。然而,螺旋结构对碳纳米管纤维表面动摩擦行为的影响规律仍不明确。本文通过可控纺丝法制备了表面角在10°~45°范围内的螺旋碳纳米管纤维,并采用原子力显微镜(AFM)实验和分子动力学模拟方法研究其在不同法向载荷下的表面摩擦力分布规律。结果表明,纤维表面摩擦力随法向载荷增加而升高,并表现出明显的方向依赖性;随着表面角的增加,平均摩擦力呈现先升高、后降低、再回升的非单调变化趋势,其中20°样品具有较高的平均摩擦力。表面形貌分析表明,表面角改变了纤维表层管束排列、局部起伏和接触状态,是影响摩擦力变化的重要因素。分子动力学模拟结果进一步表明,20°样品较高的摩擦响应与较稳定的界面接触和增强的局部结构响应有关。加捻诱导的表面形貌重构和局部接触状态变化共同影响碳纳米管纤维的动摩擦行为,可为冲击防护复合材料中碳纳米管纤维间滑移耗能、界面摩擦调控及耐磨结构设计提供微观依据。

     

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  • 网络出版日期:  2026-07-25

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