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納米材料滑動摩擦磨損試驗機的發(fā)展趨勢
閱讀：918發(fā)布時間：2024-4-24
1.微納米摩擦學(xué)
從微觀角度分析,，通常摩擦界面的表面接觸發(fā)生在無數(shù)個微凸體上,。因此,，長期以來人們都知道研究單個微凸體接觸對掌握接觸表面的摩擦學(xué)行為和力學(xué)行為的重要性,。基于探針的掃描隧道顯微鏡,、原子力顯微鏡等微觀探測技術(shù)的進步以及模擬探針表面接觸的計算技術(shù)的發(fā)展,，都為研究接觸表面特性提供了高分辨率的測量技術(shù)和修飾、操縱納米結(jié)構(gòu)的方法,；從而促進了微觀摩擦學(xué),、納米摩擦學(xué)、分子摩擦學(xué),、原子尺度摩擦學(xué)等一些新領(lǐng)域的發(fā)展,，使人們能夠從原子,、分子尺度到微米尺度上對滑動表面的黏著、摩擦,、磨損,、薄膜潤滑進行試驗研究和理論探索。
就宏觀摩擦學(xué)來說,，試驗測試是在大質(zhì)量和重載條件下進行的,，此時不可避免產(chǎn)生磨損，因此摩擦配副材料的表觀性能對摩擦學(xué)性能具有決定性作用,。而在微納米摩擦學(xué)中,，配副中至少有一個部件的質(zhì)量很輕而且處于微小載荷狀態(tài)，此時的磨損可以忽略不計,，而摩擦性能由表面特性決定,。
2.特殊工況下的摩擦學(xué)研究
綜合過去幾個世紀(jì)特別是近幾十年各國科技人員的成果，常規(guī)工況下的摩擦,、磨損和潤滑機理的研究已從理論和試驗兩方面進行了大量的工作,，大量的數(shù)據(jù)、規(guī)律性的結(jié)論和經(jīng)驗公式正逐步被工程界接受和應(yīng)用,，并產(chǎn)生了巨大的社會和經(jīng)濟效益,。盡管相關(guān)研究目前仍然在深入，但隨著技術(shù)的發(fā)展,，針對高技術(shù)裝備典型特殊工況下的摩擦,、磨損和潤滑問題逐漸引起人們的重視，如強輻射,、強氧化環(huán)境下的潤滑與磨損問題,；高速、高溫,、重載條件下的摩擦與潤滑問題以及多相介質(zhì)下的材料磨損問題等,。由于在超常工況下材料的摩擦學(xué)行為可能不同于常規(guī)工況下呈現(xiàn)的規(guī)律，因此,，該領(lǐng)域的摩擦學(xué)研究不僅可大幅度地提高設(shè)備在特殊環(huán)境下的壽命和可靠性,，而且可推動新的摩擦學(xué)材料結(jié)構(gòu),、新的測試技術(shù)和新的表面技術(shù)的進步,。
3.生物/仿生摩擦學(xué)研究
仿生摩擦學(xué)最早源于人工關(guān)節(jié)和人工心臟在人體中的應(yīng)用而開展，但隨著社會的進步,，它的研究重點已不再局限于基于機械運動仿生的摩擦學(xué),，而是擴展到基于生物化學(xué)仿生的摩擦學(xué)，如自補償潤滑膜,、仿生涂層,、仿生潤滑技術(shù)和再生摩擦學(xué)材料等,。由于仿生摩擦學(xué)的研究包括認識和理解生物表面潤濕、黏附,、摩擦,、潤滑、磨損的生物物理機制,，以及不同工作條件下的仿生原則的建立和仿生設(shè)計的實現(xiàn)等,，因此，研究對象涉及生命科學(xué),、材料科學(xué),、力學(xué)和物理化學(xué)等交叉學(xué)科的融合，使摩擦學(xué)能在幾何,、物理,、材料和控制等角度借鑒生物體的生存經(jīng)驗和進化規(guī)律，研究,、發(fā)展和提升工程摩擦副的性能,。可以預(yù)計,，隨著生物體的功能和生存奧秘逐步被人類所認識,，仿生摩擦學(xué)將成為摩擦學(xué)最有生命力的研究領(lǐng)域之一。
4.環(huán)境友好摩擦學(xué)
環(huán)境友好摩擦學(xué)又叫綠色摩擦學(xué),，包括環(huán)境友好潤滑劑,、摩擦噪聲的減少、沒有環(huán)境污染的磨損和其他相關(guān)領(lǐng)域,。油品在工業(yè)發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用,，既能滿足交通、農(nóng)業(yè)部門的需求,，還能滿足人類許多其他的基本需求,。然而，隨著世界能源的需求日益增加,，對石油產(chǎn)品的使用已經(jīng)過度,。目前人們正在尋找石油的替代品。還有一個與石油產(chǎn)品相關(guān)的嚴(yán)重問題是污染物排放量的增加,。預(yù)計每年有5~10萬噸的石油產(chǎn)品通過泄漏,、工業(yè)和城市垃圾、煉油過程,、船舶等途徑進入到環(huán)境中,。這將導(dǎo)致大氣中CO?、NO?、SO,和其他有害氣體的增加,。這些污染的物質(zhì)會嚴(yán)重影響人的呼吸系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng),，并產(chǎn)生大量的皮膚病。這些物質(zhì)也損壞了動物的健康,，并能影響到植物的生長,。酸雨正是由這些物質(zhì)中的氣體污染物引起。因此尋找石油的替代品非常有必要,。而在工業(yè)中,，潤滑劑是導(dǎo)致這些嚴(yán)重問題的因素之一。因為大多數(shù)潤滑劑都是含有各種添加劑的油品,，它們會對環(huán)境造成負面效應(yīng),。并且礦物油通常具有較高的分解溫度，能保持很長時間不被分解(如對水的污染長達100年),。因此,，環(huán)境友好摩擦學(xué)有關(guān)研究將給未來的工業(yè)和人們生活帶來很大的希望。
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