1
ناگزمره هاگشناد یسدنهم نمجنا
ناریا دیلوت و تخاس
ICME2016-01640103
لدم رب یرورم ت و یروئت یاه
ورین یبایزرا رد هدافتسادروم یبرج ینورکیم حوطس یگدنبسچ یاه
م ج یحلاصدی نازودهلاک یبتجم ،1
2
یسانشراک یوجشناد ،دابآ فجن دحاو یملاسا دازآ هاگشناد1
دشرا کیناکم یسدنهم [email protected] ،
رایداتسا ،دابآ فجن دحاو یملاسا دازآ هاگشناد2
کیناکم یسدنهم [email protected] ،
هدیکچ دربراک رد یگدنبسچ یاهورین هب هجوت هراومه تتسیس فلتخم یاه
-
شیازفا ای شهاک لماوع زا یکی .تسا هدوب هجوت دروم ونان/ورکیم یاه یتتم و تتس یرتتبز ،ورکیم/وناتتن داتتنبا رد اتتهورین نتتیا یرتتبز .دتتشاب
یدایزریثات یگدنبسچ رد
ریز دراد ا دتبای شهاتک یرتبز رتگا هتیحان ،
یم شیازفا ازجا نیب سامت .دبای
نیلوا زا یکی ا
ده ا نیتینت ف فلاتتخا
هب هجوت اب یگدنبسچ یورین فلاتخا
یرتبز .تتسا ود وتن فادتها
دروم هتنومن رته زا ه قن نیدنچ رد یگدنبسچ یورین نیینت یسررب
رادقم .تسا رظن دروم اب هدمآ تسد هب یگدنبسچ یورین یارب یبرجت
یاه لدم زا هدافتسا و رآ یک یج
یت ا ید دش یجنس رابتعا
. وتن
وس دروم یسررب اجنا یگدنبسچ یورین رب امد ریثات نیینت فده اب
.دش ور یتسررب هب ام ،یرورم هلاقم نیا رد اته
یتبرجت و یروتئت ی
هزادنا یم یگدنبسچ یورین یریگ یزادرپ
لدم نیا جیاتن سپس ، ار اته
تست زا هدافتسا اب یتمتا یورتین پوکسورکیم کون اب هدش اجنا یاه
ورین عیزوت نازیم و هدرک هسیاقم و یسنلااووک یورین ،یگدنبسچ یاه
ورین یتم یتسررب ار زیرگبآ یاه . یتنک
ستپ زا
،نآ لدتم یگدنبتسچ
کرتشم پمار و چیوونیبار یانبمرب یورین نو ستلاورد اتب ت هتجو هتب
هسدنه هناوتسا یا تارذونان هدافتسا هدش لاصا هدش رتخآرد و تسا
یسررب جیاتن یم رارق یبایزرا دروم ار فلتخم یاه
. یهد
هژاو یدیلک یاه یگتسجرب ،یمتا یورین پوکسورکیم ،یربز ،یگدنبسچ یورین
همدقم تلع هدیدپ یگدنبسچ هچ؟تسیچ
هار لح یاه یبسانم یارب
هزادنا یریگ شهاکو یورین یگدنبسچ دوجو
اب ؟دراد دوجو هکنیا
ور یاه یبرجت و یروئت هب نیا تلااوس کمک هدننک اما ،تسا رد
یخرب داوم و ور اه جیاتن توافتم هدوب تسا . نیرتهب هار لح یارب
خساپ هب نیا شسرپ اه و شسرپ یاه هباشم یمصت یریگ ینتبم رب
دهاوش یم دشاب . یارب خساپ هب نیا زاین تلااقم یرورم یحارط دندش
ات نیرخآ دهاوش یملع ار یسررب و هیزجت و لیلحت دننک . یاهورین
یگدنبسچ نیب 1
تارذ و هرتسگ ،هحفص ینیسو
زا
اهدربراک ار رد هنیمز دنیآرف یسدنهم یاه و
یژولونکت
،تارذ تحت
ریثات رارق یم دنهد . هک ییاهرازبا یارب
هزادنا یریگ یاهورین
یگدنبسچ یارب ،دنتسه هدافتسا دروم
لاثم دنترابع زا : هاگتسد
یورین
2ح س
، اهژویفیرتناس و
پوکسورکیم یورین
3یمتا
، هک رد نیا
یسررب راکب یم دور [ 1 ].
یکی رگید زا لئاسم لومنم نآ تسا هک یاهورین هزادنا یریگ
هدش لک،هشیمه ن
یاهوری لمع هدننک یلامتحا ثعاب هک تسا کرد
یاهورین یلامتحا ریظن یاهورین
،سلاوردناو یاهورین
،کیتاتساورتکلا
یاهورین نویساردیه
،4
یاهورین یگنییوم یارب
ریسفت تامیسرت
هلصاف ورین_ یم دوش [ 2 ].
،نینچمه شقن
هم یگدنبسچ رد
داجیا کاک صا و شیاس نیب
داوم فلتخم ثعاب هدش تسا یتح تادوجوم هدنز
و هب صوصخ
تارشح زا نیا هصخشم رد لاصتا ای ادج ندش زا داوم فلتخم دوجوم
رد تنیبط هدافتسا دننک . یربز ح س هب یب یمظن یاه دوجوم رب
یور کی ح س هراشا یم
،دنک هک ای یگدمآرب اه و ای یگتفروت اه یم
.دشاب یماگنه هک ود ح س رد سامت
،دنشاب شهاک ثعاب ح س یربز
یم فاص تاحفص سامت هب تبسن سامت ح س نازیم دوش
.
،نیاربانب
دوجو یربز ح س رجنم هب شهاک یورین یگدنبسچ نیب
ود ح س
سامت دوشیم . یرایسب زا ناققحم لات هدرک ات دنا اب هدافتسا زا
ور یاه یورین ،فلتخم یگدنبسچ
نیب و س ریغ لدم ار فاص
دننک . تانلا م اجنا هدش رد دروم ریثات تارذ ات دح یدایز هب
تاعوضوم یگدنبسچ
و رثا یربز ح س رد سایقم ونان طسب هداد هدش
تسا [ 3 ].
شهوژپ یاه یبرجت یگزاتب هب روط هدمع اب هدافتسا زا
پوکسورکیم یورین
یمتا و هاگتسد یاهورین یح س اجنا هدش
تسا . هزادنا یریگ یاه پوکسورکیم یورین
یمتا اب وضو رایسب
دنتسهلااب هک
هزاجا هدهاشم و یراکتسد یلوکلوم
و یمتا ار یم
دهد [ 4 ] .
Adhesion forces
1 2SFA
3AFM
Hydration forces
4
11 - 21 نابآ 1311 ،
ICME2016 2
پوکسورکیم یورین
یمتا هب رویلیتنک زهجم1
تسا هک یاراد کی
6کون رد یاهتنا دازآ نآ تسا . نیا کون یکیدزنرد ح س
هنومن
یسرربدروم تکرح
یم
،دنک ابو هجوت هب یششک هک نیب کون و هنومن
خر یم
،دهد رویلیتنک فرحنم یم دوش . اب کمک کی رزیل و کی
زاسراکشآ شمخ ،7
و ای فارحنا رویلیتنک نیینت
یم دوش [ 1 ].
تایصوصخ یفارگوپوت
زا ح س هئارا هدش طسوت پوکسورکیم یورین
یمتا هن اهنت لماش یفارگوپوت
،ح س هکلب لماش یاهرتماراپ یرامآ
ح س زین یم دوش [ 6 ] .
یسررب هنلا م هب لوا اگ رد ام هلاقم نیا رد یارب هدش اجنا یاه
و فتلتخم یاته لدم یسررب هب ود اگ رد ،اه ورین نیا یریگ هزادنا رد و اه ورین یارب هدش هئارا یبرجت دنیآرف هتجیتن و ثحب هب وس اگ
.تخادرپ یهاوخ یریگ هدش ماجنا یاه یسررب سلاوردناو یاهورین رب یربز ریثات رش یارب ،تاقیقحت زا یکی رد
فمار طسوت هک زا هدافتسا اب یربز درکیور نیا رد ،دش رشتنم 8
یگتسجرب هرکمین1
اب هک هرذ ح س یور رب زکرم ه رو ب کچوک یا
یم شنکردنا هحفص کی اب یسررب نیا رد.دش یزاس لدم ،دنک
پوکسورکیم زا هدافتسا یورین
و هرذ نیب یگدنبسچ یاهورین یمتا
دش یسررب هیلاریز [
2 ].
هبساحم رد تاقیقحت نیلوا اکوستوا طسوت یگدنبسچ یورین
و10
ناراکمه ش دش اجنا [ 3 ].
کی و فاص تارذ نیب سامت اهنآ هیلاریز
ار لدم دندرک و جیاتن
هد ات یگدنبسچ یورین ، ح س یربز شیازفا اب هک داد ناشن نومزآ یم شهاک ربارب دبای
.
ژا یخگن ا
11گن ناراکمه و ش [ 7 ] ح س یربز یسررب یارب ور کی
فورپ تاعلاطا زا هدافتسا اب یدنب هس لی
هداد هنسوت ح س دنا
. کی اهنآ
ادنا ور یدنب هس یریگ هز دنداد داهنشیپ
، هک ب روظنم ه یسررب
لیکشت یازجا هدنهد
ریوصت زادرپ یروآ نف ساسا رب ، ح س یربز
لاتیجید .تسا هدش هدافتسا ننیاتک طسوت هدش اجنا قیقحت کی رد ناراکمه و 12
[7]ش ،
هزادنا و تارذ هزادنا ود ره رد یسدنه رثا کی ناونع هب یگدنبسچ یگتسجرب م ح س
تفرگ رارق یسررب درو .
هزادنا یریگ ، تارذ یور رب
زا رتگرزب و رتکچوک یگتسجرب
دش هتفرگ ح س .
نینسح ناراکمه و13
ش [ 8 ] یور رب تایصوصخ و ح س یربز
تخاس یارب یفارگوتیل ور یسدنه تان ق ورکیم
کیمارس ی هنلا م
هدرک دنا . رثا تا داوم یاه و یهدوگلا ور
یاه ،دیلوت هسدنه
رارکت یریذپ و ، تانلا م و تفرگ رارق هنلا م دروم ،ح س یربز
قم هسیا یا دش اجنا یزاس هنیهب دنیآرف یارب .
Cantilever
5 6Tip
Detector
7
Rumpf
8
Asperity
9
Otsuka
10
Zhongxiang
11
Katainen
12
Hassanin
13
ون کرد رد هم هلئسم کی سامت
نیب اسجا نیینت و ندرک
یاهورین و یگدنبسچ کاک صا
و س نیب رد
سامت نتسناد ، هیحان
و س نیا نیب سامت ینقاو .تسا
لدم نیلوا هتسویپ
هک هیحان
و س نیب سامت ار
ینیب شیپ یم
درک تره سامت لدم
14ز دوب .
تیدودحم زتره لدم
تسا نیا ،یگدنبسچ یاهورین بایغ رد هک
نیب سامت هرک
یاه کیتسلاا یم شیامن ار دهد
؛ یماگنه ،لاح نیا اب
گرزب و س نیب یگدنبسچ هک دشاب
هب سامت و س هک ینامز ای و
فاص لماک روط دشابن
هبساحم هب رداق لدم نیا ، هیحان
سامت .تسین
هب ح س اب سامت تبسن رگا زادنا
سج ه گرزب دشاب یورین ،
یمن و تفای دهاوخ شیازفا یگدنبسچ تفرگ هدیدان ناوت
. نیا رد
هتفرگ رظن رد سامت ح س هبساحم رد دیاب یگدنبسچ یورین ،دروم دوش . هب هجوت اب ،رگید یوس زا هنماد
سامت یاهورین نآ رد هک هلصاف
،تسا راذگ ریثات دراد دوجو تیدودحم
.
ندرک صخشم یارب لمع هدودحم
یاهورین هنماد هاتوک ،دنلب و
11ربیت یکیزیف رتماراپ کی یب
ان هب دنب اهدنب هک ، μ
انب رتماراپ
.درک یفرنم دش ناونع ربیت هب رتماراپ نیا
نیا دش نایب تروص :
µ = (16Rγ9K2Z2
03)
1⁄3
(1)
نآ رد هک و تسا یح س یژرناγ
Z0
تسا لدانت ییادج هلصاف .
، و س نیب لمانت لیسناتپ نداد ناشن یارب سیگواام
[16
1 ] ، رتماراپ
ان هب یرگید درک یفرنم λ
یم فیرنت هک :دوش
λ = 2σ0(πγKR2)1⁄3 (2) هک
رد نآ σ0
هدنهد ناشن لقادح شنت یگدنبسچ رد
هلصاف
ییادج لدانت اب .تسا (Z0)
هجوت هب [ 1 ] ، ود رتماراپ وμ ابیرقت λ اب
رگیدکی لدانم اب .دنتسه هب هجوت
[ 1 ]،
هضحلام اب و یورین
رد ،هبذاج
هجیتن سامت یگدنبسچ نیب
ود
،هرک یج یک
17رآ و
،نیگاجرد رلوم
و
ید(وپوروت ا
18)یت زا هم نیرت لدم یاه کیناکم سامت کیتسلاا
،دنتسه هک یگژیو اه و ناشیاهدربراک رد
لودج 1 هئارا هدش دنا .
رد لودج 2
، یورین F یجراخ لامعا هدش و لودم k
هتیسیتسلاا یشهاک
،تسا هک زا هلدانم نیا تسدب
هدمآ :تسا
1
K=34(1−νE 12
1 +1−νE 22
2 ) (3) هک
رد نآ υi
و Εi
هب بیترت تبسن نوساوپ و11
لودم هتیسیتسلاا
رویلیتنک و تارذونان تسا .
،نینچمه رد
لودج
،1 W12
راک
یگدنبسچ نیب
ود سج رد سامت تسا . نیا رتماراپ هب ناونع ورین و
ای راک دروم زاین یارب ادج ندرک ود ح س رد بایغ راب یجراخ یفرنم
هدش تسا . رد طیحم
،اوه نیا رتماراپ نیا هب تروص نایب یم :دوش
W12= γ1+ γ2− γ12≈ 2√γ1γ2 (4)
Hertz
14
Tabor
15
Maugis
16 17JKR
18DMT Poisson
19
11 - 21 نابآ 1311 ،
ICME2016 3
نآ رد هک γ1
و γ2
یژرنا یاه سج ود ح س رد
سامت
، و
γ12
یژرنا عقاو تسا ح س ود نیب .
(لودج 1 ) یگژیو لدم فلتخم یاهدربراک و اه سامت کیناکم یاه
[ 3 ]
رآ یک یج سامت لدم
رگا هنماد هک رد نآ یاهورین شنک یح س هنماداب هاتوک رد
هسیاقم اب رییغت لکش یاه کیتسلاا
،تسا هیحان سامت اب
[10]لدم نیمختJKR
هدز دهاوخ دش . فیرنت
داوم سامترد راگزاس
،دنتسه و ای یاهورین یگدنبسچ یوق
،دنتسه ای انش کون رویلیتنک گرزب .تسا دربراک
𝛌 > 𝟓 رتماراپ
سیگواام
یورین یگدنبسچ رایسب
یوق تسه هک یم دهاوخ هلصاف
لدانت Z0
ار ظفح
،دنک و رد لصاوف رتگرزب زا Z0
، نیا ورین
یم دناوت هدیدان هتفرگ دوش .
،نیاربانب نیا یورین سامت اهنت
رد هدودحم هاتوک لمع یم
،دنک و یورین هبذاج اهنت رد
لخاد هق نم سامت رد رظن هتفرگ یم دوش . هیضرف
𝐚𝐉𝐊𝐑= (𝐑𝐅 𝐊)
𝟏⁄𝟑
سامت انش
𝛅𝐉𝐊𝐑=𝐚𝟐
𝐑 − √𝟖𝛑𝛄𝐚 𝟑𝐤 یگتفرورف قمع
𝐅𝐉𝐊𝐑=𝟑 𝟐𝛑𝐑𝐖𝟏𝟐
ششک یورین
یت ا ید سامت لدم
رگا هنماد هک رد نآ یاهورین شنک یح س هنماد دنلب رد
هسیاقم اب رییغت لکش یاه کیتسلاا رد رظن هتفرگ هدش
لدم زا ،تسا
[11]
هدافتساDMT دهاوخ دش . فیرنت
داوم ریگرد تفس
،دنتسه یاهورین یگدنبسچ فینض
،دنتسه ای انش کون رویلیتنک کچوک تسا . دربراک
𝛌 < 𝟎. 𝟏 رتماراپ
سیگواام
یورین یگدنبسچ فینض
،تسا و رد لصاوف رتگرزب زا Z0
لمع یم دنک
،نیاربانب. نیا یورین سامت رد کی هنماد دنلب
لمع یم
،دنک و یورین هبذاج جراخ زا هق نم سامت رد
هتفرگرظن هدش تسا . هیضرف
𝐚𝐃𝐌𝐓= (𝐑𝐅 𝐊)
𝟏 𝟑
سامت انش
𝛅𝐃𝐌𝐓=𝐚𝟐 𝐑 یگتفرورف قمع
𝐅𝐃𝐌𝐓= 𝟐𝛑𝐑𝐖𝟏𝟐
ششک یورین رتماراپ ،شخب نیا رد
سیگواام هدش یسررب یکیژولویب تارذونان یارب
یارتب بتسانم ساتمت کیناکم لدم هک یروط هب تسا هدش هبساحم اهنآ
، هب هجوت اب رادقم
تسا هدش باختنا هدمآ تسد هب λ ییاتجنآ زا.
رتماراتپ هبساحم یارب هرذونانراهچ یکیناکم صاوخ هک زاتین دروتمk
لودج رد ریداقم نیا ،)یشهاک هتیسیتسلاا لودم لاثم ناوننب(تسا 2
هدش هدروآ .دنا
(لودج 2 یکیژولویب فلتخم تارذ ونان یکیناکم صاوخ ) [3]
نوساوپ بیرض لودم
هتیسیتسلاا (MPa) بیرض
یگدنبسچ
2) (j/m هرذونان
0.35 114
0.0016 ید
نا
20یا
0.5 228
0.002 نوخ تکلاپ
0.5 200
0.001 رمخم
0.35 66
0.0014 یرتکاب
وسور طسوت رگید یسررب کی رد شناراکمه و21
[ 4 ] رب داوم ، ر یس
لیف هدش هارمه لاط و ، وینیمولآ ، ویتلاپ ،نوکیلیس دماج کزان یاه
تماخضاب 100 وب رتمونان لیف .دند ،داوم ره زا هیلا کی زا کزان یاه
س هیلاریز یور هدش بوسر ی
هدش لماش ینوکیل هدش یسررب داوم .دنا
کیناکمورتکلاورکیم رد فلتخم یاهدربراک تلنب .دندش هدافتسا 22
داوم زا کی ره یارب ح س یربز طسوت هدش هئارا یاهرتماراپ طسوت
رازفا رن یمتا یورین پوکسورکیم هدامآ
دوش یم لودج قبا م 3
:
طسوتم یربز Ra
هشیر نیگنایم ، تانبرم
Rq
یگلوچ ، Rsk
یگدیشک و
. Rku
(هرامش لودج 3
یسررب یاه هنومن یارب یربز یرامآ یاهرتماراپ ) هدش [ 4 ]
یلپ نوکیلیس لاط
نیتلاپ وینیمولآ وکیلیس
ن
19.616 0.13
0.27 0.521 0.711
(nm) Ra
24.457 0.153
0.313 0.605
0.834 (nm)
Rq
0.331 -0.096
-0.312 0.252
0.241 (nm)
Rsk
3.009 2.035
1.904 1.914
1.959 (nm)
Rku
هک رو نامه یم هدهاشم
ینک و یربز نیرتشیب نوکیلیس یلپ ح س ،د
.دراد ار یربز نیرتمک لاط هنومن ح س لدم فلتخم عاونا یربز یاه
راومه لماک روط هب ینقاو یایند رد سامت لاح رد و س همه دنتسین یربز دوجو .دنشاب اراد ار یربز فلتخم تاجرد تسا نکمم و
هیحان ،ح س یور رب یورین تدش رب و هداد شهاک ار سامت ینقاو
یم ریثات ح س ود نیب یگدنبسچ ناققحم زا یرایسب ور نیا زا .دراذگ
هدرک لات قیرط نیا زا و دننک یزاس لدم ار ح س یربز ات دنا
هورین رب ارنآ ریثات دنناوتب .دنریگب رظن رد سلاوردناو یا
[ 3 ]
23رپوک [3, 12]
یگتسجرب رف هب ح س یربز ، هرکمین یاه
اتب ار یا
هزادنا داصت یاه لدم ار ح س یور رب نراقتمان عیزوت و یف یزاس
،درک
20DNA
21Rusu
22MEMS Cooper
23
11 - 21 نابآ 1311 ،
ICME2016 4
هب یروط هک ح س لدم یاراد افترا یگتسجرب نیگناتیم
هباتشم اتب
ح س ینقاو تسا .
یانراپسا [ 24
3 ] نیب سلاوردناو یورین هبساحم یارب ار یلدم
یگتسجرب اب ربز ح س کی و راومه ح س کی هب یاه
طورخم لکش
.درک هئارا بلا نشیا [21
3 ] یگتسجرب و هیروف یرس رف هب ار ح س یاه
هعومجم سپس وا .درک یزاس لدم ار یسونیس جاوما زا یا
هزادنا یارب یمتا یورین پوکسورکیمزا یگدنبسچ یورین یریگ
.درک هدافتسا لدم نیرت لومنم زا یکی رش یارب اه
نیب یگدنبسچ یورین
فمار لدم ،رتمونان سایقم اب هراومه هرذ کی و ربز ح س کی تسا [ 3 ] هرکمین یگتسجرب کی نیب سامت ساسارب لدم نیا . هب یا
انش انش هب یورک هرذ ونان کی و هیلاریز کی یور رب r .تساR
و تسا هیلا ریز یور رب یگتسجرب زکرم و یگتسجرب کیپ نیب هلصاف
،هرذ ونان H0
اب ربارب ًابیرقت هک تسا 0.3 mm
، لکش رظن رد 1
یم هتفرگ یورین هب یلوا هک تسا ترابع ود یاراد فمار لدم .دوش
هراشا هرذ ونان و ح س یگتسجرب ود نیب سامت زا یشان سلاوردناو یم یورک هرذ ونان کی نیب سلاوردناو یورین هب یمود و دنک کی و
یم هراشا راومه هیلا ریز یم هئارا تروص نیا هب لدم .دنک
:دوش
(1)لکش ربز ح س و هرذ نیب سامت یارب فمار لدم هسدنه
F =6HAH
02[r+RrR + R
(1+r H⁄ 0)2]
(5)
هک یروط هب لومرف نیا زا هک تسا رکاماه تباث بیرض AH
:دیآیم تسدب AH≅3
4KBT(ε1−1ε3)(ε2−ε3) (ε1+1ε3)(ε2+ε3)+3h
4π∫ (ε1(iν)1−ε3(iν)
ε1(iν)1+ε3(iν)).(ε2(iν)2−ε3(iν) ε2(iν)+ε3(iν))dV
∞ V1
(6)
،هلدانم نیا رد KB
و نمزتلوب تباث .تسا نیولک هب امد T
یاهرتماراپ 𝜀3, 𝜀2, 𝜀1
ریز یکیرتکلا ید بیارض رب تللاد بیترت هب
یم ار لااب هلدانم ود تمسق .دنراد ، )اوه( ه ساو و هرذ ونان ،هیلا تفرگ هدیدان ناوت تباث و یکیرتکلا ید بیارض .
رکاماه یاه اب طبترم26
لودج رد هرذ ونان راهچ .تسا هدش تسرهف 4
Sparnaay
24
Eichenlaub
25
Hamaker
26
(4)لودج ماه تباث و کیرتکلا ید بیارض ا
اهچ یارب رک هرذ ونان ر
یکیژولویب
رکاماه تباث کیرتکلا ید بیارض (J)
هرذ ونان
22
8.045*10-
ید 2.56 نا یا
22
7.987*10-
نوخ تکلاپ 2.54
22
8.946*10-
رمخم 2.9
22
9.227*10-
یرتکاب 3.02
( ح س یگتسجرب انش نوچ یمن لااب هلدانم رد )r
یناسآ هب دناوت
هزادنا هشیر نیگنایم ،دوش یریگ ( ود
یم هک یربز )rms زا دناوت
یم هدرب راک هب نآ یاج هب ،دوش جارختسا یفارگوپوت ریداقم رب .دوش
[ قبط 18 و یگتسجرب انش نیب ه بار ،]
تروص نیدب یربزrms
:تسا r = 1.485 rms (7)
و یورک هرذ ونان نیب سامت ،فمار لدم ،دش رکذ هک یرو نامه هرکمین یگتسجرب یم نایب ار یا
تارذ ونان یسدنه لکش نوچ .دنک
هناوتسا هدش شیامزآ یکیژولویب هنسوت رتشیب دیاب لدم ،تسا یا
دبای . [3]
یا یارب هلدانم رد سامت ترابع ،روظنم ن 1
سامت رگنایب هک
هرکمین یگتسجرب کی و یورک هرذ ونان کی نیب اب دیاب تسا یا
چیه نوچ .دوش ضیونت ،هرک کی و هناوتسا کی نیب سلاوردناو یورین و درادن دوجو هرک و هناوتسا نیب سلاوردناو یورین یارب قیقد نایب هناوتسا هرذ ونان لوط نوچ لیخ یا
یورین یارب هلدانم ،تسا کچوک ی
یم ار هرک ود نیب سلاوردناو .درب راک هب سامت ترابع یارب ناوت
هناوتسا هرذ ونان نیب لانفنا و لنف لماش یسامت ریغ ترابع و یا
یورین یارب هلدانم ور نیا زا و تسا هیلا ریز )فاص( راومه شخب خ نیا رد دیاب راومه ح س و هناوتسا نیب سلاوردناو هدرب راک هب صوص
سور هدش هئارا لومرف ،هلدانم نیا ندرک قتشم یارب .دوش و 27
چلایئارسا
28یلیو [ 3 فمار لدم ،ور نیا زا .تسا هدش هدرب راک هب ]
هناوتسا هرذ ونان نیب سامت یارب هدش داجیا هب ربز هیلا ریز کی و یا
یم تسدب تروص نیا .دیآ
FRumpf−cylinder= AH
6H02∗r+RrR+ AH√RL 8√2(r+H0)5⁄2
(8)
هک یروط هب هناوتسا هرذونان لوط رگنایبL
ضیونت هلیسو هب .تسا یا
رادقم ندرک ابr
،)یفارگوپوت ریواصت زا هدش جارختسا( یربزrms
هناوتسا هرذ ونان کی نیب سامت یارب هدش لاصا فمار هلدانم و یا
ب تروص نیا هب ربز هیلا ریز کی یم تسد
:دیآ
27Ruth
Israelachvilli
28
11 - 21 نابآ 1311 ،
ICME2016 1
FRumpf−
cylinder−modif = AHR 6H02(1+ R
1.485rms)
+ AH√RL
8√2((1.485rms)+H0)5⁄2
(9)
نیب یگدنبسچ یورین رش یارب هتفر راک هب رگید لومنم لدم چیوونیبار لدم ،فاص ح س کی و ربز ح س کی [21
3 ] لکش ، 2 .تسا
(لکش 2 چیوونیبار لدم رد هدافتسا دروم هسدنه ) [
3 ]
لدم رد هک تسا نآ فمار لدم و لدم نیا نیب هدمع توافت نییاپ رد هکلب تسین ح س رد رگید ،یگتسجرب کی زکرم ،فمار هب ار دیدج رتماراپ ود ،توافت نیا و .دراد رارق ح س زارت ح س م یم دراو تلادان هلیسو هب هدش هداد ناشن( یگتسجرب افترا :دنک
ymax
( یگتسجرب انش اب لدانم رگید هک ) نیب هلق هب هلق هلصاف و )r
یگتسجرب هلیسو هب هدش نیینت( رواجم یاه ،ور نیا زا .تسین )λ
هرکمین یگتسجرب نیب سامت یارب چیوونیبار لدم یورک هرذ ونان و یا
تارابع لماش هک یم نایب تروص نیدب تسا یسامت ریغ و سامت
-
:دوش
) 10 ( F
Rabinovich=[AHRr+R+ 1 (1+ymax H0⁄ )2]
( یگتسجرب انش نوچ ،دش رکذ هک یروط نامه ،لاح ره هب )r
یمن هزادنا یناسآ هب دناوت رد هدش هئارا یسدنه رظن زا ،دوش یریگ
اب یگتسجرب افترا و یگتسجرب انش نیب طباور ،چیوونیبار لدم :دوب دهاوخ تروص نیا هب یربزrms
11)
(
r =32kλ2
1rms
و
) 12
(
ymax= k1rms
و تلادانم نیا رد یگتسجرب یارب
رگیدکی هب کیدزن یاه
= 1.817 K1
تسا [ 3 ].
Rabinovich
29
یاهدنیآرف یبرجت
رد کی یسررب یهاگشیامزآ سوسر طسوت
تایصوصخ[4]
لیف
یاه کزان رد سایقم ونان اب هدافتسا زا XE70 کی پوکسورکیم
یورین یمتا رد هاگشیامزآ تسیس
یاه ورکیم ونانو هاگشناد یتننص
وکاپان اجنا30
دش [ 4 ] . نیلوا ود دروم یسررب رد کی تبسن تبوطر 41
،دصرد یامد و22C0 سناکرف 0.75Hz اجنا
رویلیتنک .دندش دروم
هدافتسا یارب نیا تست اه کی NSC35C دوب
هک قبط تایصوصخ
هدننکدیلوت 130 umلوط
، یانهپ
، 35um تماخض کی،2um
یورین
تباث 5.4N/m و
کی سنانوزر یسناکرف 150kHz
کون .دراد
رویلیتنک انش رتکچوک 20nmزا
دراد . نیرخآ یسررب ارمه اب فده
نیینت ریثات امد رب یور یورین یگدنبسچ اجنا
دندش . یارب اجنا
نیا کی رویلیتینک NSC16
هدافتسا دش هک قبط تایصوصخ
هدننکدیلوت لوط
225UM
، یانهپ 37.5 UM ،
تماخض
، 7UM
یورین 45N/m تباث
و سنانوزر سناکرف 190KHz تشاد
. کون
رویلیتنک یعانش رتمک زا تشاد20nm . امد فلتخم نیب و 20C0
100C0 دوب
. دنیآرف زادرپ ریوصت یارب 31
همانرب پوکسورکیم
یشیور بورپ یارب32
ریسفت ندرک تاعلاطا تسدب هدافتسا هدمآ .دش
ورین یاه یگدنبسچ نیب
کون رویلیتنک و
داوم
کیناکمورتکلاورکیم دروم
هجوت اب هدافتسا زا فیط ییامن رد تلاح
ه قن یمتا یورین پوکسورکیم هزادنا
یریگ دندش .
،ادتبا کون یمتا یورین پوکسورکیم نودب
سامت کیدزن هنومن
دش ( قبط ه قن یاه 0 و 1 رد لکش 3 .) سپس تلنب دوجو یورین -
یاه ششک کون رویلیتنک یارب سامت رپ درک ( ه قن 2 رد لکش 3 .)
رد هلحرم تحت،یدنب ریثات
کون ،یراذگراب یم
دناوت همرفد ای
ح سرد ورف دور . رد نیح نتشادرب یراذگراب ( زا 3 ات 4 ) کی رثا
یگدنبسچ نیب
کون و ح س داجیا دش و هب کون هبرض یا رد دح
،تسکش ح سزا دراو یم دوش (.
ه قن 4 رد لکش 3 .) رد رویلیتنک ،رخآ
هب تلاح هیلوا تشگرب . اب هدافتسا زا فیط ییامن رد33
تلاح ،ه قن
ینحنم یاه یبرجت یمتا یورین پوکسورکیم رد
لکش 3 تسدب
دندمآ .
(لکش 3 ) یراذگراب زا یمتا یورین پوکسورکیم هدمآ تسدب ینحنم
ه قن تلاح رد ییامن فیط زا هدافتسا اب یرادربرابو [
4 ]
Napoca -
30Cluj
Image Processing Tool
31 32SPM
spectroscopy
33
11 - 21 نابآ 1311 ،
ICME2016 6
هجیتن و ثحب یریگ
هدش اجنا یسررب رد [
3 ] اب هک داد ناشن یزاس هیبش جیاتن
هیحان ریثات تلع هب سامت یگدنبسچ یورین ،یگتسجرب انش شیازفا یگتسجرب نیب سامت یم شیازفا ،ح س و هرذ ونان یاه
یورین و دبای
یم شهاک ،سامت نودب یگدنبسچ انش شیازفا اب ،نینچمه .دبای
ذ ونان تکرح ،یگتسجرب تلاح رد تار
ریخات هب یشتلغ و یشزغل یاه
یم .دوش یم زاین یرتشیب یراکتسد یورین و دتفا یکیژولویب تارذ ونان یارب ینارحب یراکتسد یاهورین نیب هسیاقم
یرتلااب تکلاپ تارذ ونان هک داد ناشن فلتخم تارذ ونان و ورین ن
نییاپ یرتکاب یرت
ن ب تکرح هب ورش ات دنراد زاین ار ورین کی یور ر
رد ربز هیلا ریز تلاح
.دننک یشتلغ و یشزغل
یگدنبسچ یورین تیمها پمار لدم هک داد ناشن جیاتن ار
تبسن
چیوونیبار لدم هب هتفرگ رظن رد رتمک
م یبوخ هب هک ، قبا
جیاتن اب
رد هدش هئارا [3, 13]
.تسا
ار یگدنبسچ یورین ،فمار لدم هک داد ناشن جیاتن ،نینچمه چیوونیبار لدم هب تبسن دریگ یم رتزیچان و رت تیمها یب
.
یم رارق ریثات تحت ار یگدنبسچ یورین هک یلصا یاهرتماراپ :دهد
،ح س یژرنا یربز
کون انش و ، یمتا یورین پوکسورکیم
[تسا 4 ]
. نیا ریثات یضایر لدم طسوت یبوخ هب ،
هک نآرد ریداقم یروئت رد
اب هدودحم نامه رادقم
تسا هدش هئارا یگدنبسچ یورین یبرجت .
یاهورین لیلد هب تسا نکمم توافت هبذاج
یاهورین دننام یفاضا
وم یی گن ی دشاب هک تسا تینقاو نیا لیلد هب ای و رادقم
کون انش
یمتا یورین پوکسورکیم یم هدز نیمخت
دوش ، تسا هداد خر .
هولاع
کون نیب سامت ،نیا رب یمتا یورین پوکسورکیم
و یگتسجرب یارب
ین نوکیلیس یلپ کزان لیف ،اه هنومن همه یارب و دش هدز نیمخت ز
یروئت رادقم یم تابساحم رد ح س یژرنا
ح س یژرنا زا دناوت
هدش هدافتسا توافتم یبرجت .دشاب
یسررب یم ناشن یگدنبسچ یورین یور رب امد ریثات هب هجوت اب اه -
وینیمولآ یارب یگدنبسچ یورین دبایم شیازفا امد هک یتقو ،دهد یم یقاب تباث نام
هنومن رگید یارب و د .دبایم شهاک هدش یسررب یاه
:عجارم [1] J. N. Israelachvili, “Intermolecular and surface forces,” J. Chem. Inf. Model., vol. 53, no. 9, pp.
1689–1699, 2011.
[2] J. Fritzsche and U. A. Peuker, “Modeling adhesive force distributions on highly rough surfaces,” Powder Technol., vol. 289, pp. 88–
94, 2016.
[3] M. B. Saraee and M. H. Korayem, “Dynamic modeling and simulation of 3D manipulation on rough surfaces based on developed adhesion models,” Int. J. Adv. Manuf. Technol., pp. 1–17, 2016.
[4] F. Rusu, M. Pustan, C. B??rleanu, R. M??ller, R. Voicu, and A. Baracu, “Analysis of the surface effects on adhesion in MEMS
structures,” Appl. Surf. Sci., vol. 358, pp. 634–
640, 2015.
[5] M. The, P. By, S. Laser, and T. D. Accuracy,
“Acta technica napocensis,” vol. 55, no. I, pp.
207–210, 2012.
[6] L. Wu, L. Noels, V. Rochus, M. Pustan, and J.
Golinval, “A Micro-Macro Approach to Predict Stiction due to Surface Contact in Micro Electro- Mechanical Systems,” 2010.
[7] H. Zhongxiang, Z. Lei, T. Jiaxu, M. Xuehong, and S. Xiaojun, “Evaluation of three-
dimensional surface roughness parameters based on digital image processing,” Int. J. Adv.
Manuf. Technol., vol. 40, no. 3–4, pp. 342–348, 2007.
[8] H. Hassanin, H. Ostadi, and K. Jiang, “Surface roughness and geometrical characterization of ultra-thick micro moulds for ceramic micro fabrication using soft lithography,” Int. J. Adv.
Manuf. Technol., vol. 67, no. 9–12, pp. 2293–
2300, 2013.
[9] D. Maugis, “Adhesion ol Spheres : The JKR- DIMT Transition Using a Dugdale Model,” J.
Colloid Interface Sci., vol. 150, no. 1, pp. 243–
269, 1992.
[10] K. L. Johnson, K. Kendall, and A. D. Roberts,
“Surface Energy and the Contact of Elastic Solids,” Proc. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci., vol. 324, no. 1558, pp. 301–313, 1971.
[11] S. Chaudhury, J. M. Eisinger, L. Hao, J. Hicks, R. Chivukula, and K. A. Turano, “Visual illusion in virtual world alters women’s target- directed walking,” Exp. Brain Res., vol. 159, no. 3, pp. 360–369, 2004.
[12] K. Cooper, N. Ohler, a Gupta, and S.
Beaudoin, “Analysis of Contact Interactions between a Rough Deformable Colloid and a Smooth Substrate.,” J. Colloid Interface Sci., vol. 222, no. 1, pp. 63–74, 2000.
[13] Y. I. Rabinovich, J. J. Adler, A. Ata, R. K. Singh, and B. M. Moudgil, “Adhesion between
Nanoscale Rough Surfaces,” J. Colloid Interface Sci., vol. 232, no. 1, pp. 10–16, 2000.
