图书馆-报告库-中国机械工程学会表面工程分会

Invited speech摩擦副界面超低摩擦与超润滑设计与应用

编号：81 访问权限：Participants Only 更新：2024-04-25 15:25:28 浏览：84次收藏取消收藏

2024-05-12 08:00

20min

[H1] 论坛7：摩擦、磨损与润滑技术A [H1-1] 论坛7A上午

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摘要

超润滑是指摩擦系数为0.001量级或者更低的超低摩擦状态。超润滑界面的构筑在高端装备、硬盘技术、太空探测、精密制造等领域中存在巨大应用潜力，发展长效稳定的超润滑技术一直是摩擦学领域的研究重点与难点。目前对界面的超润滑机理认识仍不够清晰，亟需从微观尺度对其摩擦物理机制进行深入探究，并在宏观尺度设计实现超润滑或超低摩擦以便实际应用。目前大部分超润滑状态的实现仍需要一个较长的磨合期，长时间的磨合使摩擦副在未达到超润滑状态时就可能已经发生了严重的磨损，特别是钢-钢摩擦副的超润滑成为该领域的技术难题。在本研究中，我们通过增强材料与衬底之间的相互作用力的方法实现超低摩擦，系统探究了以二硒化铌（NbSe₂）为代表的二维润滑材料的微观摩擦学性能，从界面角度阐释了单层NbSe₂（~0.8 nm）的超润滑（~0.0085）和超耐磨（36000 cycles）机制；宏观超润滑设计方面，开发了一系列基于天然有机酸（单宁酸、植酸）的液体超润滑材料，利用天然有机酸、多元醇以及水分子之间的协同效应，将氮化硅/玻璃等摩擦副界面达到超润滑所需的磨合期不断缩短至1s；同时设计了一种新型液体超润滑材料，经过44秒的磨合期就可实现轴承钢摩擦副界面之间的液体超润滑，将轴承钢表面磨损率降低了77%。该成果为设计机械设备用的钢材表面超润滑提供了新思路，在金属切削加工、轴承润滑等领域具有较大应用前景。