摩擦接触中化学老化的多物理场模型

多个实验报道了由于界面化学键合导致两固体静止接触期间静摩擦增加的现象。然而，这种摩擦老化的物理机制仍未被完全理解，因为它涉及多个相互耦合的物理和化学效应，使得直接解释实验结果十分困难。在此，我们开发了一个结合接触力学、机械化学和界面化学反应动力学的多物理场化学老化模型。我们的模型预测，在低载荷区间老化与法向载荷成正比，而在较高载荷下变为非线性。我们还发现了老化的非单调温度依赖性，在室温附近出现峰值。此外，我们的模拟深入揭示了特定物理/化学效应对整体老化的贡献。我们的模型与已有的二氧化硅-二氧化硅界面单微凸体实验在定量上一致，并为构建涉及任意类型物理和化学效应的其他材料体系的化学老化模型提供了框架。