Browsing by Author "Antsov, Mikk"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Tribological and mechanical characterization of ZnO nanowires
    (University of Tartu, 2013) Antsov, Mikk; Dorogin, Leonid, juhendaja; Vlassov, Sergei, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja tehnoloogiateaduskond; Tartu Ülikool.Füüsika instituut
  • Thumbnail Image
    Item
    Tribomechanical properties of individual 1D nanostructures: experimental measurements supported by finite element method simulations
    (2017-07-10) Antsov, Mikk; Vlassov, Sergei, juhendaja; Dorogin, Leonid, juhendaja; Lõhmus, Rünno, juhendaja; Tartu Ülikool. Loodus- ja täppisteaduste valdkond
    Väitekirja raames uuriti mitmeid olulisi küsimusi, mis käsitlevad 1D nanostruktuuride mehaanilisi ja triboloogilisi omadusi ja käitumist. Põhitegevused ja uudsed aspektid on esitatud allpool. 1DNS elemente manipuleeriti tasasel pinnal ja analüüsiti vastavaid triboloogilisi protsesse. Alljärgnevalt tuvastati: • Tasasel pinnal asetsev elastselt painutatud nanotraat on väga oluline nanotriboloogilistes mõõtmistes, kuna võimaldab nanotraadi profiilist lähtuvalt leida alusega seotud triboloogilised väärtused ilma välist jõusensorit kasutamata. Meetodi täpsuse parandamiseks töötati välja uudne analüütiline meetod, mis võtab arvesse staatilise hõõrde jaotuse tasasel pinnal asetseva elastselt painutatud nanotraadil. Erinevalt varasematest meetoditest pakub uus mudel realistlikuma jõuspektri ja arvesteb ääretingimusi. Meetodit rakendati edukalt staatilise hõõrdumise arvutamiseks ZnO nanotraatide korral, mis olid ränialusel AFM-i teravikuga manipuleerimisega suvalisse kujusse painutatud. • Uus FEM mudel töötati välja sellise konfiguratsiooni jaoks, kus osa nanotraadist toetub lamedale substraadile, samal ajal kui teine osa on vabalt üle serva. Üleulatuva vaba otsa painutatakse alusele fikseeritud osa nihkumiseni. Registreerides paindprofiili vahetult enne fikseeritud osa nihkumist, saame sisendi fikseeritud osa mõjutatava jõu arvutamiseks. Vanemate mudelite puhul võeti eelduseks staatilise hõõrdejõu ühtlast jaotust fikseeritud osale. Uue mudeli puhul näidati staatilise hõõrdumise ületamist väga lokaliseeritud protsessina, mis sarnaneb pragude tekkimisega. Näidati, et olemasolevad mudelid on staatilisest hõõrdumise rolli tunduvalt alahinnatud, samas kui uus mudel pakub reaalsusega paremat kooskõla. • Töötati välja dünaamiline FEM-mudel lamedal aluspinnal asetsevast mõlemast otsast sulanud Ag nanotraadi kirjeldamiseks. Näidati, et nanotraadis tekitatud mehaanilised pinged on tingitud asjaolust, et sulanud otsad moodustavad ümarad elemendid, mille tulemusena on võimalik ületada nanotraadi ja ränialuse vahelist adhesiooni. Selle tulemusena saavutatakse konfiguratsioon, kus ainult saadud nanoosakeste otsaelmemendid puutuvad kokku pinnaga, samas kui keskosa on pinna kohal. Selline “hantlisarnane” struktuur ja konfiguratsioon on tribologiliste mõõtmiste jaoks äärmiselt atraktiivne, kuna seda saab hõlpsasti manipuleerida väikese kontaktiala tõttu ja samal ajal säilivad kõik 1D geomeetria eelised. Lisaks uuriti alljärgnevid 1DNS mehaanilisi omadusi: • Karakteriseeriti paksude seintega torukujuliste 1DNS elastseid omadusi kasutades nii eksperimentaalseid kui ka teoreetili meetodeid. o SiO2 nanotorude elastset moodulit mõõdeti kolme erineva meetodi abil, kasutades konsooltala painutamist, nanoindetatsiooni ja kolme punkti paindekatseid. Tuvastati, et kolme punkti paindekatse on kõige täpsem meetod paksuseinaliste torukujuliste 1DNS elastusmooduli mõõtmiseks