钢-聚合物摩擦界面

摩擦起电原位监测转移膜

该摩擦界面通过转移膜诱导的表面电位反转，可在摩擦过程中原位监测转移膜的形成与演变，为揭示界面摩擦起电机理和扩展摩擦学表征方法提供参考。

Jian, Zhang · Zhang, Liqiang · Du, Changhe · 冯雁歌 · 万勇 · Li, Xiaojuan · Tongtong, Yu · 王道爱 · Feng, Zhou

Nano Energy 2024

技术优势

无需拆卸即可知道转移膜状态

监测钢球表面电位变化即可原位判断转移膜是否存在，无需停机拆开摩擦副。

电位反转可重复再现

通过抛光去除钢球上的转移膜后，表面电位反转可重复出现，证明该现象与转移膜直接相关，可作为可重复的监测信号。

机理已明确，不是黑箱

表面电位反向演化的原因被归结为带有残余电荷的材料转移到钢球后产生的诱导效应，为该表征方法提供了物理依据。

应用场景

• 摩擦纳米发电机：用摩擦界面电位反转监测转移膜，优化摩擦层寿命与输出稳定性。
• 摩擦界面表征：提供表面电位演化作为界面状态的新表征量，无需拆解摩擦副。
• 原位监测技术：把转移膜形成与否转化为实时可测的电位信号，用于过程监控。
• 聚合物摩擦学：在 PTFE/PE/POM 上观测到共性的电位反转行为，可作材料筛选判据。