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一种超滑片

  • 国知局
  • 2024-07-27 12:52:09

1.本技术涉及超滑技术领域,特别是涉及一种超滑片。背景技术:2.目前,最常见的微米级超滑片为微米级石墨岛,基于高定项向热解石墨(highly oriented pyrolytic graphite,hopg)制备,利用钨针通过剪切应力将上、下层超滑片分开,受限于制备原理、材料性质等原因,此类超滑片仅受限于石墨一种材料,且其单次仅可以检测一个超滑片的超滑状态信息,不适用于工业的大批量加工和生产。3.因此,如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。技术实现要素:4.本技术的目的是提供一种超滑片,以提供一种可以基于任意单晶二维材料为基底的超滑片,且结构简单。5.为解决上述技术问题,本技术提供一种超滑片,包括:6.基底,所述基底包括预设层数的单晶二维材料层,所述预设层数不超过十层;7.与所述基底的上表面固定连接的岛盖。8.可选的,所述岛盖采用导电材料制成,且所述基底与所述岛盖之间可电连接。9.可选的,所述岛盖包括至少一层导电层。10.可选的,当所述导电层为金属层时,还包括:11.设于所述基底与所述岛盖之间的导电连接层。12.可选的,所述岛盖包括两层金属层。13.可选的,当所述导电层的层数在两层及以上时,在远离所述基底的方向上,下一个所述导电层的尺寸小于或等于上一个所述导电层的尺寸。14.可选的,所述导电连接层为铬层或者钛层。15.可选的,所述岛盖的厚度在100nm以上。16.可选的,所述岛盖远离所述基底的表面设置有转移部,以便于转移所述超滑片。17.可选的,所述转移部为凹槽。18.本技术所提供的一种超滑片,包括:基底,所述基底包括预设层数的单晶二维材料层,所述预设层数不超过十层;与所述基底的上表面固定连接的岛盖。19.可见,本技术中超滑片包括基底和岛盖,岛盖与基底固定连接,基底包括单晶二维材料层,基底的厚度很薄,单晶二维材料层的层数不超过十层,且基底具有优良的超滑性能,摩擦力较小且具有无磨损性能,且本技术中超滑片为基于具有超滑性能的基底的超滑结构,岛盖的材料可以为任意材料,单晶二维材料层的材料也可以为任意的二维材料,且本技术中超滑片结构简单,能够适用于大批量的加工和生产检测。附图说明20.为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。21.图1为本技术实施例所提供的一种超滑片的结构示意图;22.图2为本技术实施例所提供的另一种超滑片的结构示意图;23.图3为本技术实施例所提供的一种超滑片的俯视示意图;24.图4为传统石墨岛在5层及以下石墨烯上的超滑特性图;25.图中,1.基底,2.岛盖,21.金属层,22.转移部。具体实施方式26.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案,下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步的详细说明。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。27.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型,但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。28.正如背景技术部分所述,目前最常见的微米级超滑片为微米级石墨岛,受限于制备原理、材料性质等原因,此类超滑片仅受限于石墨一种材料,且其单次仅可以检测一个超滑片的超滑状态信息,不适用于工业的大批量加工和生产。29.有鉴于此,本技术提供了一种超滑片,请参考图1,包括:30.基底1,所述基底1包括预设层数的单晶二维材料层,所述预设层数不超过十层;31.与所述基底1的上表面固定连接的岛盖2。32.图1中以岛盖2位于基底1的上表面示出。33.基底1中单晶二维材料层的层数可以为一层、两层、三层、四层、十层,具体层数可以自行设置。预设层数的单晶二维材料层区别于多于预设层数的多数层的单晶二维材料层,预设层数的单晶二维材料层具有特殊的物理性质,且仍能够在多种基底1上保持优良的超滑性能,摩擦力较小且无磨损性能优良。34.单晶二维材料层的大小可以视情况而定,本技术不进行具体限定。可选的,单晶二维材料层的尺度大于200μm2。同理,单晶二维材料层的形状本技术中也不做限定,例如,单晶二维材料层的形状可以为圆形、正方形、矩形、多边形、任何不规则的形状等等。35.单晶二维材料层的材料可以为单晶二维导体材料、单晶二维半导体材料或单晶二维绝缘体材料,均在本技术保护范围内。其中,单晶二维导体材料包括但不限于石墨、石墨烯、二硫化铌、二硫化钽,单晶二维半导体材料包括但不限于二硫化钼、二硒化钨、二硫化钨、黑磷,单晶二维绝缘体材料包括但不限于六方氮化硼、云母。36.需要指出的是,本技术中岛盖2的材料的也不做限定,视情况而定。例如,岛盖2的材料可以为导体、绝缘体、半导体。同理,岛盖2的形状也可以视情况而定,例如,岛盖2的形状可以为矩形、椭圆形、正方形、任意不规则的形状等等。进一步,本技术中对岛盖2的厚度也不做限定,可自行设置。优选地,为了维持二维单晶材料层的平整性,避免出现褶皱,所述岛盖2的厚度在100nm以上。37.本技术中超滑片包括基底1和岛盖2,岛盖2与基底1固定连接,基底1包括单晶二维材料层,基底1的厚度很薄,单晶二维材料层的层数不超过十层,且基底1具有优良的超滑性能,摩擦力较小且具有无磨损性能,使得本技术中超滑片为基于具有超滑性能的基底1的超滑结构,岛盖2的材料可以为任意材料,单晶二维材料层的材料也可以为任意的二维材料,且本技术中超滑片结构简单,能够适用于大批量的加工和生产检测。38.在上述实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,所述岛盖采用导电材料制成,且所述基底1与所述岛盖2之间可电连接,使得本技术中的超滑片可以用在电学应用中,拓宽超滑片的应用范围。39.此时,单晶二维材料和岛盖2的材料均为导电材料,单晶二维导体材料可以为石墨、石墨烯、二硫化铌、二硫化钽等。40.所述岛盖2包括至少一层导电层,例如,导电层的层数可以为一层、两层、三层等,岛盖2的材料可以为钯、铂等金属或者其他导电材料。当岛盖2包括多层层结构时,各层的材料既可以相同,也可以不同,均在本技术保护范围内。41.当所述导电层的层数在两层及以上时,为了便于超滑片的制备,在远离所述基底1的方向上,下一个所述导电层的尺寸小于或等于上一个所述导电层的尺寸。例如,为了便于描述,在远离基底1的方向上,多层导电层分别称为第一导电层、第二导电层、第三导电层、…,则第二导电层的尺寸小于或等于第一导电层的尺寸,第三导电层的尺寸小于或等于第二导电层的尺寸,依次类推。42.岛盖2中金属层的层数可以为一层、两层、三层等,当所述岛盖2包括两层金属层21时,超滑片的结构示意图请参考图2,其中,靠近基底1的金属层21的厚度可以为200nm,大小可以为6μm×6μm,远离基底1的金属层21的厚度可以为100nm,大小可以为3μm×3μm。43.在本技术的一个实施例中,当所述导电层为金属层时,还包括:44.设于所述基底1与所述岛盖2之间的导电连接层。45.导电连接层的材料可以为铬或钛等连接稳定性好的材料。46.当岛盖2中为金属层时,金属层与部分特殊的单晶二维材料层(例如石墨烯)的连接稳定性比较差,通过设置导电连接层可以增强岛盖2与基底1之间的连接稳定性,从而增强超滑片的结构稳定性。47.在上述任一实施例的基础上,在本技术的一个实施例中,所述岛盖2远离所述基底1的表面设置有转移部,以便于转移所述超滑片,其中,转移部可以增加岛盖2表面的摩擦力,从而方便使用和转移超滑片。48.转移部包括但不限于凹槽、凸起,凹槽或者凸起的形状可以为圆形、正方形、环形、螺纹等等,本技术中不进行限定。49.当转移部22为环形沟槽时,超滑片的俯视图如图3所示。50.传统石墨岛在5层及以下石墨烯(单层)上的超滑特性如图4所示,其中,横坐标为正压力,纵坐标为摩擦力,在加载条件下正压力和摩擦力之间的拟合关系为y=0.00088186x+0.42922,在卸载条件下正压力和摩擦力之间的拟合关系为y=0.00068654x+0.37621。传统石墨岛在少数层(5层及以下)石墨烯等二维材料上可保持优良的超滑特性,印证了本技术中底部超滑面可做为新一代超滑片的可行性。51.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。52.以上对本技术所提供的超滑片行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本技术原理的前提下,还可以对本技术进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本技术权利要求的保护范围内。

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