教师风采

魏征 副教授

发布者:顾梧楠发布时间:2021-03-28浏览次数:146

魏征副教授,理学博士


个人简介:

[1] 20067月开始,北京化工大学;2011年,评为副教授;

[2] 20135月至20145月,德国达姆施塔特工业大学,访问学者;

[3] 1998年至2001年,北京交通大学,固体力学硕士毕业,同年攻读中科院力学所博士学位,期间2004年至2005年在香港科技大学做访问学者;

[4] 1993年至1998年,航天部067基地第11研究所工作;

[5] 1993年,重庆大学,工程力学专业,本科毕业;


教学工作:

[1] 澳门网站基础力学教研室主任。2010年开始,负责硕士研究生和博士研究生入学考试材料力学、工程力学试卷命题、批改等工作;

[2] 教授本科理论力学、材料力学、工程力学,机械基础,研究生振动力学课程;

[3] 三年课时量584,每年195课时;

[4] 主持教改项目

  • 机械基础力学本科育人团队(2020-2022);

  • 校级精品在线开放培育课程—有限元(2018-2020);

[5] 组织指导本学院本科生、研究生参加4届全国周培源大学生力学竞赛,获得第12届优秀奖。


科研工作(个人主持项目):

[1] 国家自然科学基金(NSFC 11572031),原子力显微镜形貌测量的湿度影响及其机理研究, 2016.1-2019.1240万元;

[2] 国家自然科学基金(NSFC 11072024),微纳尺度下液桥对粘着接触滞后的影响,2010.1-2013.1254万元;

[3] 北京化工大学青年教师基金(QN0716),微纳米尺度下的粘着问题,2007.7-2009.64.5万元;

[4] 北京市新型高分子材料制备与成型加工重点实验室开放基金,纳米材料与橡胶相互作用问题的实验研究;2008.1-2009.12万元;

[5] 非线性力学国家重点实验室开放基金,湿度对原子力显微镜微悬臂梁振动特性的影响, 2017.1-2018.12万元;

[6] 企业技术研发课题(H2020390),霍尔推进器工作性能的研究,2020.11-2022.622万元。


发表论文:

中科院JCR12篇,3TOPCiteScore分区11篇,论文SCI他引241次,单篇最高他引109次。通讯和第一作者论文列表如下:

[1] Wei Z, Zhao Ya-Pu. Adhesion elastic contact and hysteresis effect. Chinese Physics, 13(8): 1320-1325(2004).被引频次: 16. (SCI, IF: 1.223)

[2] Wei Z, Zhao Ya-Pu. Experimental investigation of the velocity effect on adhesion forces with an atomic force microscope. Chinese Physics Letters,21(4): 616-619 (2004).被引频次: 36,并被国外学者在综述中重点予以引用.(SCI, IF: 1.08)

[3] Wei Z, Zhao Ya-Pu, Ruan S.L., Gao P and Yu T.X.  A study of tribological behavior of carbon nanotubes reinforced ultrahigh molecular weight polyethylene composites. Surface and Interface Analysis, 38(4): 883-8862006.被引频次: 47. (SCI, IF: 1.665)

[4] Zheng Wei, Ya-Pu Zhao. Growth of liquid bridge in AFM. Journal of Physics D

Applied Physics,40:4368-4375(2007) .被引频次: 111.提出了液桥生成的扩散模型、液膜流动模型,较好的解释了实验结果,在原子力显微镜毛细力分析研究中广泛引用 (SCI, IF: 3.169)

[5] Zheng Wei, Meng-Fu He and Ya-Pu Zhao. The effect of surface roughness on adhesion hysteresis. Journal of Adhesion Science and Technology24:1045-1054(2010) .被引频次: 22. (SCI, IF: 1.365)

[6] Wei Zheng, He Meng-Fu, Zhao Wen-Bin, Li Yang. Thermodynamic analysis of liquid bridge for fixed volume in atomic force microscope, Sci China-Phys Mech Astron, 56: 1962-1969(2013) .被引频次: 8. (SCI1TopIF: 4.226)

[7] 魏征,陈少勇,赵爽,孙岩. 原子力显微镜中等容液桥的毛细力分析.应用数学和力学,35:364-376(2014).

[8] 魏征, 赵爽, 陈少勇, 丁文璇. 原子力显微镜中液桥生成机理探讨. 应用数学和力学, 35:87-98(2015).

[9] Wei Z , Sun Y , Ding W X , et al. The formation of liquid bridge in different operating modes of AFM. Science China Physics Mechanics & Astronomy, 59(9):694611(2016).被引频次: 10. (SCI1TopIF: 4.226)

[10] 丁文璇,刘运鸿,魏征. (通讯作者)原子力显微镜探针振动的简化模型分析[J].力学与实践, 39(5):449-454(2017).

[11] 魏征, 孙岩, 王再冉,. 轻敲模式下原子力显微镜的能量耗散.力学学报, 49(006):1301-1311(2017). (EI)

[12] Wei Z, Wang Z R, Sun Y, et al. Dissipation Energy in Tapping-Mode Atomic Force Microscopes Caused by Liquid Bridge. Chinese Physics Letters, 35(1):016802 (2018). (SCI, IF: 1.08)

[13] 柳世华,魏征(通讯作者).压膜阻尼对原子力显微镜振动特性的影响研究. 振动与冲击,39(11):185-191(2020). (EI)

[14] 刘运鸿, 郑骁挺, 魏征. (通讯作者)轻敲模式原子力显微镜相位,频移特性研究[J]. 机械设计与制造工程, 49(2):97-100(2020).

[15] 魏征, 郑骁挺, 刘晶, .轻敲模式下AFM动力学模型及能量耗散机理研究.力学学报, 52(4):1106-1119(2020). (EI)

[16] Wei Z , Liu J , Zheng X , et al. Influence of squeeze film damping on quality factor in tapping mode atomic force microscope. Journal of Sound and Vibration, 491:115720 (2021). (SCI2TopIF: 3.429)


研究领域介绍:

1)微尺度黏附接触和液桥对接触滞后的影响

长期从事微纳米接触力学的理论和实验研究,实验平台主要是AFM 。对微纳米接触力学的黏附接触及能量耗散进行过理论分析,用AFM 和其他纳米压痕仪对碳纳米管增强的高分子聚合物进行过划痕、摩擦和磨损实验,提出了相应的增强机理。对大气环境下AFM力曲线测量中的速度效应进行了实验研究,得到了和真空环境下相反的结论,对AFM 针尖附近区域液桥的形成进行了实验和理论的分析,结果发表后,引起国内外学者的重视。欧美学者对液桥形成的机理争辩文章,一方是在应用申请人的两篇论文作为论据(AFM液桥形成需要时间等)。德国AFM国际权威马普高分子研究所所长Butt教授多次引用申请人关于AFM的实验和理论结果。

2液桥生成与断裂动力学过程及对原子力显微镜成像的影响

首先在理论上对该问题进行进一步的分析研究,由于主要关注微秒量级接触问题,这里要对液桥形成的三个机理进行特征时间计算。关于液桥动力学的实验部分,采用了扫频实验的方法。液桥是引起大气环境下原子力显微镜(AFM)图像失真的重要原因,同时也是大气环境下黏着力的主要成分。研究液桥对于成像机理和样品特性的理解有重要意义。

环境湿度对AFM扫描形貌的影响。理论方面:在毛细力与探针样品间距离关系、断裂能与相对湿度、接触角之间的关系的基础上,将液桥引入振动系统,应用振动理论,求得给定激励,保持恒定振幅下,探针样品高度、相位变化。实验方面:制备接触角有梯度分布的样品表面,改变环境相对湿度,扫描各湿度下高度、相位图像,与上述理论分析进行对比。

压膜阻尼对原子力显微镜振动特性的影响研究。AFM在轻敲模式下工作时,随着探针针尖与样品距离的逐渐减小,空气压膜阻尼的作用随之增大。为研究压膜阻尼对原子力显微镜振动系统的影响,分别使用无针尖探针和微球针尖探针进行扫频实验,并基于振动理论将该过程简化,得到了两种不同的振动模型的系统刚度。在考虑压膜阻尼作用影响后,将微球针尖振动系统模型进一步简化为一维振子模型,并对压膜阻尼的影响进行讨论。实验表明空气压膜阻尼模型对于探针样品在微尺度下的作用过程是准确合理的。该结果对原子力显微镜轻敲模式研究具有重要意义。