定量實時觀測！更精尖的原位透射電鏡摩擦技術誕生，有望破解摩擦領域難題

利用透射電子顯微鏡(TEM)內部的磁場，通過商用機電支架，西安交大材料學院單智偉研究團隊開發了一種獨特的洛倫茲力驅動的定量摩擦測試方法（Lorentz-force-actuated method）。

在他們的研究中，通過將透射電子顯微鏡的高空間分辨率和原位摩擦技術相結合，團隊還探究了亞微米尺度接觸最大摩擦力的物理機理，做到了定量實時的觀測。

團隊選取了亞微米尺度的鎢-銀單粗糙峰接觸爲研究對象。通過現場視頻跟蹤製備的懸臂樑的彈性變形，來確定摩擦力。

通過將摩擦行爲與銀-鎢界面附近的微觀結構演變相聯繫，研究人員們發現即使相對運動開始於銀微體的塑性變形，界面仍能承受進一步增大的靜摩擦力。恰好在最大靜摩擦力到達後，界面處發生滑動，標誌着靜摩擦向動摩擦的轉變。

這項工作豐富了對金屬摩擦行爲的動態摩擦過程的潛在物理的理解。研究表明，最大摩擦力對應的物理機理爲界面失效，而非傳統認爲的界面相對滑動。

相關技術已獲得國家發明專利授權。該技術的應用和推廣，將有望破解摩擦領域的一系列基礎難題。

上述研究以“A new approach of using Lorentz force to study single-asperity friction inside TEM”爲題，發表在學術期刊《材料科學技術》（Journal of Materials Science & Technology）上。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1005030221000955?dgcid=rss_sd_all