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Erschienen in: Tribology Letters 1/2007

01.07.2007

Tribological properties of asperity arrays coated with self-assembled monolayers

verfasst von: Yasuhisa Ando, Yosuke Inoue, Kazuo Kakuta, Takashi Igari, Shigeyuki Mori

Erschienen in: Tribology Letters | Ausgabe 1/2007

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Abstract

The effects of a self-assembled monolayer (SAM) coating on the friction and pull-off forces were determined by using two-dimensional asperity arrays on silicon wafers. The arrays were coated with SAM composed of one of five different alkylchlorsilanes. First, two-dimensional asperity arrays were created by using a focussed ion beam (FIB) system to mill patterns on silicon plates. Each silicon plate had different patterns of equally spaced asperities. Each pattern (5 × 5 μm2) had a different radius of curvature of the asperity peaks, ranging from about 200 to 2500 nm. Then, each silicon plate was immersed in a solution of a different alkylchlorsilane in hexane (either hexyltrichlorosilane, octyltrichlorosilane, dodecyltrichlorosilane, tetradecyltrichlorosilane, or octadecyltrichlorosilane), thus coating the asperity arrays with SAM. The friction and pull-off forces on the SAM-coated arrays were measured by using an atomic force microscope (AFM) that had a square flat probe. The pull-off force for SAM-coated silicon was roughly proportional to the radius of curvature of the asperity peaks. The magnitude of the pull-off force corresponded approximately to the capillary force calculated by using the contact angle of water on the surface of SAM. The friction coefficient correlated with the inverse of the alkyl-chain length of the SAM.

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Metadaten
Titel
Tribological properties of asperity arrays coated with self-assembled monolayers
verfasst von
Yasuhisa Ando
Yosuke Inoue
Kazuo Kakuta
Takashi Igari
Shigeyuki Mori
Publikationsdatum
01.07.2007
Erschienen in
Tribology Letters / Ausgabe 1/2007
Print ISSN: 1023-8883
Elektronische ISSN: 1573-2711
DOI
https://doi.org/10.1007/s11249-007-9197-x

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