顯微鏡觀察納米級機械特征-鍍層研究技術
摩擦學目前的發展趨勢
摩擦學是多學科性的科學技術，和大多數自然科學密切相關。
現代摩擦學源自機械學，并使用機械學的基本原理和方法而推動物
理、化學和材料科學的發展。表面科學中的較新成果來自薄膜、鍍
層和界面現象等領域。
目前，對摩擦學的研究已明顯地從宏觀研究轉變為微觀研究和
納米尺度的研究，它們對一些基本的摩擦學問題提出了新見解。例
如，變形和摩擦的粘結機理是相互關聯的。摩擦學的新領域，稱為
微觀摩擦學或納米摩擦學，是研制新型杌械設備．微電子機械系統
(MEMS)的基礎。MEMS是將傳感器、信號變換器和服務單元的功能組
合在一起的微型設備。毫微光刻技術使得研制出只有幾個微米厚、
幾十個微米長的MEMS膜層成為可能。微觀系統的摩擦、潤滑和磨損
發生在尺寸和系統尺寸相似的非常光滑的接觸區域中。在這些微觀
系統中，粘結和表面力非常重要，為摩擦學問題提供新的解決方案
。例如，采用單分子層的特殊碳氟化合物液體來減少摩擦和降低磨
損。由于MEMS系統中主要使用硅材料，但硅具有潤滑性能差，機械
強度低，易于和氧氣及氫氣發生反應等缺點，所以急需研發一種表
面改性和制作超薄鍍層的新方法。
接觸材料的機械特性取決于研究的尺度范圍。因此，楊氏模量和硬
度等參數不僅可以發生數值的改變，而且實際機理也可以發生變化
。當研究從宏觀尺度轉變為微觀尺度時，就會發生材料的整體性質
向表面層特性(局部楊氏模量和納米壓痕數據)的轉變。對觸頭進行
掃描顯微鏡觀察為得到納米級系統可信的機械特性提供了極有潛力
的方法。不過，根本問題是對實驗數據的解釋和對尺度變化的自我
調節。
