刚度切换摩擦测量系统

载荷范围跨四个数量级

一种无需更换探针或改变接触状态即可在微牛至毫牛载荷范围内进行连续原位摩擦测量的系统。

Zitong, Huang · Kun, Pei · Yijian, Wang · Danfeng, Sun · Tianci, Chen · Wei, Jiang · 焦云龙 · 叶家鑫

Tribology International 2026

参数信息

法向载荷范围

1.79–14.13 mN

临界法向载荷

455.54 μN

单悬臂刚度

4.89 N/m

双悬臂刚度

19.74 N/m

MoS₂摩擦系数

0.0507

技术优势

无需更换探针

通过同一对探针的刚度切换实现宽载荷范围测量，避免了更换探针带来的接触状态不确定性和定位误差。

覆盖近四个数量级

测量范围从1.79 μN到14.13 mN，跨微牛到毫牛，实现了宽范围内的连续定量摩擦测量。

接触状态一致

刚度切换过程中保持同一接触界面，消除了更换探针或重新接触造成的摩擦测量偏差，从而获得可靠的摩擦系数。

应用场景

• 摩擦学测试：无需更换探针即可连续测量微牛至毫牛载荷下的摩擦行为，简化跨尺度摩擦测试流程。
• 表面力学表征：保持同一接触界面的刚度切换测量，可直接获得材料表面力学响应的载荷相关性。
• 微纳尺度摩擦测量：将微纳尺度摩擦测量扩展至毫牛级，覆盖更宽载荷范围且保持接触状态不变。
• 微纳制造过程监测：可在制造过程中原位监测不同载荷下的摩擦系数，避免因更换探针引起的工艺中断。