真空摩擦學係統（專項 FR 15 55388

， 標題：用於測量摩擦力的高精度裝置）

摩擦腔室:用於研究超高真空或大氣環境條件下兩個表麵之間的摩擦性質,應用負載從 1 到 10N，摩擦係數測量從 0.001 到 2，應用負載的閉環控製。

摩擦球夾具使用2軸操縱器（帶加熱）（1/2"）
；1 軸操縱器（帶加熱和冷卻）用於平麵樣品夾具；壓力範圍從10-9 mbar到1bar
；可以在下麵氣氛中使用：氧氣
，氫氣，水蒸氣，簡單的碳氫化合物；模塊化設計

允許連接沉積模塊（MBE
、PLD、濺射）或分析模塊（XPS
、UPS、ARPES、IR等）。

特點與優勢：全環境模擬與精確力學測量
；模塊化與高度集成的原位分析能力；多樣品台與變溫控製。

• 寬廣的環境壓力範圍：可在 10⁻⁹ mbar 的超高真空 至 1 bar 的大氣環境 之間精確控製，允許研究從理想潔淨表麵到實際工況條件下的摩擦行為。

• 可控的反應性氣氛：係統兼容 氧氣、氫氣、水蒸氣、簡單碳氫化合物 等多種氣氛
  ，可用於研究氧化、鈍化
  、吸附等表麵化學過程對摩擦學的動態影響。

• 超高精度的力學傳感：采用專項技術
  ，實現極寬範圍（0.001至2）的摩擦係數測量
  
  
  ，並具備1至10N負載的閉環伺服控製
  ，確保實驗數據的精確性和重複性。

• 模塊化腔體設計：是係統的主要優勢。主摩擦學腔體可直接連接：沉積模塊：如分子束外延
  
  、脈衝激光沉積、磁控濺射係統，用於原位製備或修飾待測樣品表麵
  
  ；分析模塊：如X射線光電子能譜、紫外光電子能譜
  、角分辨光電子能譜、紅外光譜等表麵分析設備
  
  ，實現對摩擦前後表麵化學成分
  
  、電子結構、分子鍵合的原位
  、無損分析。

• 真正的“製備-測試-分析”閉環：樣品可在完全避免大氣汙染的情況下，經曆“表麵製備 → 摩擦學測試 → 即時分析”的全流程，獲得本征、可靠的構效關係數據。

• 多功能樣品操縱器：摩擦球夾具：搭載於2軸操縱器，並可加熱
  ，用於模擬滑動觸點；平麵樣品夾具：搭載於1軸操縱器，具備加熱和冷卻功能，可實現寬溫區測試。

• 靈活的實驗配置：此設計支持球-盤、盤-盤等多種接觸形式，並能研究溫度對界麵行為的影響。

應用領域：

• 基礎表麵科學與摩擦學：研究原子級清潔表麵的本征摩擦行為，驗證理論模型；探究吸附分子
  、化學反應膜對摩擦和磨損的微觀作用機製。

• 先進潤滑劑與塗層開發：在可控環境中，原位評估新型固態潤滑塗層、自修複薄膜或納米潤滑劑的性能與失效機理。

• 空間技術與真空機械：模擬太空極端環境，研究航天器活動部件材料的真空摩擦
  、冷焊與磨損特性。

• 微納機電係統：研究MEMS/NEMS中微觀接觸界麵的粘附、摩擦與潤滑問題。

• 能源與催化：研究在氫氣
  、碳氫氣氛等能源相關環境中
  
  ，材料表麵的摩擦化學過程。

這台真空摩擦學係統不隻是一台“摩擦試驗機”

，它更是一個功能強大的“界麵行為綜合研究站”。其通過模塊化設計，將超高精度摩擦力學測量、極端環境模擬與前沿的表麵製備與分析技術真正融為一體。它使得

科學家能夠以前所未有的深度和清晰度
，揭示從原子尺度到宏觀性能之間的關聯
，為設計下一代高性能潤滑材料、可靠的空間機械以及高效的能源係統提供了不可替代的實驗手段。其專項技術確保了測量數據的高

精度與可信度，是推動摩擦學從經驗科學邁向定量化、機製化科學的關鍵基礎設施。