摩擦与润滑科普

1、 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP目录目录摩擦对人类影响摩擦对人类影响摩擦认识进展摩擦认识进展润滑润滑超润滑超润滑类富勒烯碳薄膜应用类富勒烯碳薄膜应用 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP01摩擦对人类影响摩擦对人类影响 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP摩擦对人类的影响摩擦对人类的影响摩擦无处不在，并影响着人类生活的方方面面摩擦无处不在，

2、并影响着人类生活的方方面面(d)(e) R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP摩擦对人类的影响摩擦对人类的影响 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP02摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP人们很早就懂得利用摩擦解决问题。人们很早就懂得利用摩擦解决问题。传说1万多年前，燧人氏发明了钻木取火（通过摩擦生热取火），从而开启了华夏

3、文明。古埃及人在没有任何机械辅助的情况下，是如何将几十米之巨大的石雕像运送到沙漠中的金字塔附近的？ 对此，存在近4000 年的Djehoutyhotep墓壁，提供了重要线索：古埃 及人将塑像放在木制沙舟上，由一群人拉着在沙地里滑行，而舟头所站之人， 正不断将舟前的沙子淋湿，以降低摩擦。摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP蒸汽机的应用，开始了工业革命，摩擦认识获得新的发展蒸汽机的应用，开始了工业革命，摩擦认识获得新的发展摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lub

4、ricating and Protecting Materialis LICP摩擦认识进展摩擦认识进展首次做了一系列摩擦、磨损与润滑的实验，设计轴承，并定义首次做了一系列摩擦、磨损与润滑的实验，设计轴承，并定义了摩擦系数。了摩擦系数。最早对摩擦现象进行定量研究最早对摩擦现象进行定量研究 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP从静摩擦研究到动摩擦，引入从静摩擦研究到动摩擦，引入做为摩擦系数的符号，做为摩擦系数的符号， =tana, a 为斜面与水平面之间夹角为斜面与水平面之间夹角他严谨扎实地进行和记录摩擦实验相关数

5、据，是研究客他严谨扎实地进行和记录摩擦实验相关数据，是研究客观规律的典范，并第一个研究了滚动摩擦。观规律的典范，并第一个研究了滚动摩擦。摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP摩擦概念摩擦概念摩擦是在外力作用下，发生相对运动或具有相对运动趋势的物体，受到与其相接触的物质或介质（液体或气体）的阻力作用，在其界面上产生的一种能量转换的现象。l注意注意：在界面上作用的切向阻力是摩擦力，而不是摩擦。因为摩擦本质不是一种力，是一种能量转化的现象。因此摩擦和摩擦力既是有密切联系而又本质区别的不同概念塑

6、性变形弹性变形液体边界膜摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP摩擦及其引发的摩擦及其引发的磨损磨损典型的磨损过程典型的磨损过程磨合磨损阶段稳定磨损阶段剧烈磨损阶段IIIIIIq t 时间t磨损量qO摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP现代制造业的一个重要趋势就是精密化和小型化现代制造业的一个重要趋势就是精密化和小型化机器越小，其单位体积的表面积则越大，摩擦磨损带来的影响也就越大，

7、这不仅消耗更多的能量，而且会导致这种微小型机器的寿命太短，无法得到实际应用。摩擦认识进展摩擦认识进展 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP03润滑润滑 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP驱动汽车行驶的功率，约1/31/2用以克服各种摩擦，包括发动机内、传动部件之间，车体与空气、轮胎与路面间的摩擦。据统计，全球约1/3的一次性能源浪费在摩擦过程中，约80%的机械零部件失效由摩擦磨损造成，导致工业化国家经济损失高达GDP的5%7%

8、（若按中国2015年GDP约75万亿人民币元计算，摩擦造成的损失约合3.75 万亿5.25 万亿人民币元）摩擦及其引发的摩擦及其引发的磨损磨损，对当今世界范围内的能源、环境、技术和经，对当今世界范围内的能源、环境、技术和经济等层面都有着巨大影响济等层面都有着巨大影响润滑润滑 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP润滑概念润滑概念润滑：将一种具有润滑性能的物质加入到摩擦副表面之间，以达到抗磨减摩的作用润滑：将一种具有润滑性能的物质加入到摩擦副表面之间，以达到抗磨减摩的作用润滑原理：给滑动负荷提供一个减摩的油膜润滑原

9、理：给滑动负荷提供一个减摩的油膜合理润滑，可使设备维修费和购置费节约合理润滑，可使设备维修费和购置费节约20%，停产损失约，停产损失约40%，设备寿命延长约，设备寿命延长约10%润滑润滑 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP超润滑概念超润滑概念 1990年，日本科学家M. Hirano（平野元久）等根据纳米摩擦学的 Fren kel-Kontorova模型，从理论上预测两个晶面非公度接触时的静摩擦力有可能为零（或几乎为零），并把这一现象命名为超润滑。润滑润滑 R&D Center of Lubricat

10、ing and Protecting Materialis LICP04超润滑超润滑 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP液体超滑液体超滑超润滑超润滑超滑机制：氢离子诱导使得表面正电位和润滑剂分子能够与水分子形成 形成氢键网络. R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP超润滑超润滑石墨烯石墨烯石墨烯不仅具有已知最高的面内抗拉伸刚度和强度，且面内碳原子与面外的 原子相互作用不是化学键，而是极弱的物理相互作用，即范德华（van der

11、Waals）力。 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP超润滑超润滑类富勒烯碳薄膜类富勒烯碳薄膜率先引入类富勒烯碳结构到含氢碳薄膜内，并首次实现大气环境中超滑（0.008） R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP05类富勒烯碳薄膜应用类富勒烯碳薄膜应用 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP开发的FLC 在柱塞、活塞环、活塞销、气门杆的沉积工艺技术设计制备了在大气环境中具有超低摩擦特性的类富勒烯结构固体润滑薄膜，发动机部件应用在一汽集团获得验证。22/51类富勒烯碳薄膜产业化类富勒烯碳薄膜产业化类富勒烯碳薄膜应用类富勒烯碳薄膜应用 R&D Center of Lubricating and Protecting Materialis LICP机械运动部件都会面临摩擦、磨损问题，润滑材料及技术是降低摩擦、减小磨损、提高效率、可靠运行、延长寿命的最有效手段。设计制备了在大气环境中具有超低摩擦特性的类富勒烯结构固体润滑薄膜，突破了具有工程应用价