[01425411]特殊环境摩擦界面与减摩耐磨机制研究

面对能源危机和环境污染的挑战,需要在高载、高速、宽温域（室温～700℃）和贫油等特殊环境下工作的机械设备愈来愈多。这些特殊环境下的润滑和磨损状况是决定机械部件与材料失效和服役寿命的关键问题。我们在国家自然科学基金、国家“863”和国防基础科研等项目的资助下,针对特殊环境机械摩擦承载界面设计、改性及其减摩耐磨机制进行了长期、系统研究,发现了一系列新形象,形成了一些特殊环境摩擦承载界面减摩耐磨设计与改性新方法,部分理论成果已被工业界所应用,取得了重要的技术突破。主要发现点如下： 1. 发现合金高温摩擦表面存在厚的高硬度氧化膜,膜中软质与硬质氧化物并存。提出利用摩擦自生氧化膜中硬质氧化物为耐磨相、软质氧化物与其他固体润滑剂复合设计宽温域既减摩,又耐磨损的摩擦承载界面材料,发现不同润滑组分的协同润滑效应,实现了宽温域减摩耐磨性能的突破。 2. 实验发现和证实了表面微孔织构具有捕捉磨屑、降低犁削和减少摩擦表面沟槽的功能。优化表面微孔织构,改善了贫油润滑条件下密封界面的摩擦学性能,显著提高了密封界面的极限PV值。 3. 提出把表面织构应用于干摩擦和固体润滑环境。将表面织构化、表面强化处理与固体润滑剂复合,制备出了带有表面强化层的织构化与固体润滑复合摩擦承载界面。发展了织构表面渗钼、碳氮共渗、等离子氧化、复合镀等多种复合润滑涂层制备方法,显著提高了润滑性能、使用温度及使用寿命,阐明了织构参数对固体润滑寿命的影响规律。 这些创新成果为极端环境摩擦学与表面工程的发展提供新的方法和理论,为宽温域、贫油、重载及高速等特殊环境下工作的机械摩擦副的应用提供了理论和技术支撑。已在高声强声波吹灰器发音头的高频振动发声摩擦部件及特种车辆发动机活塞环上得到应用。 围绕该项目,出版《高温摩擦磨损与润滑》、《特种环境固体润滑涂层技术》专著2部,获国家发明专利授权10项。共发表论文125篇,其中SCI论文96篇,包括摩擦学领域3大国际期刊Wear, Tribol. Lett, Tribology International论文18篇。论文被SCI他引1800多次,第一完成人入选2019年斯坦福大学统计的世界前10万科学家-中国1646综合榜。5篇代表作他引435次,其中被SCI他引206次,得到了美国工程院院士、国际摩擦学会主席、美国能源部阿贡国家实验室Ali Erdemir教授及国内3位院士等国内外专家学者的高度关注与引用。 本项目培养研究生获江苏省优秀博士学位论文和江苏省优秀硕士学位论文各1篇,1名硕士获全国工程硕士实习实践优秀成果奖,培养包括印度理工学院教授在内的博士后出站2名。