目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 摩擦學(xué)和潤滑研究的主要內(nèi)容和意義 2
1.1.1 摩擦學(xué)和潤滑研究的主要內(nèi)容 2
1.1.2 摩擦學(xué)和潤滑研究的意義 4
1.2 潤滑技術(shù)發(fā)展簡史 5
1.2.1 潤滑油脂 5
1.2.2 固體潤滑材料 7
1.2.3 潤滑和超潤滑技術(shù)的發(fā)展趨勢 8
1.3 超潤滑技術(shù)研究 13
參考文獻 15
第2章 固體超潤滑及其材料概述 17
2.1 固體超潤滑的概念與內(nèi)涵 17
2.2 固體超潤滑的發(fā)展歷程 18
2.2.1 結(jié)構(gòu)超潤滑理論的提出及其驗證 19
2.2.2 固體超潤滑的實現(xiàn) 26
2.3 固體超潤滑的主要理論 31
2.3.1 非公度接觸理論 31
2.3.2 表面鈍化理論 32
2.3.3 分子滾動理論 33
2.4 固體超潤滑主要材料 34
2.4.1 二維層狀材料 34
2.4.2 DLC薄膜材料 35
2.4.3 TMDs基固體超潤滑薄膜 37
2.4.4 其他前沿固體超潤滑材料 39
參考文獻 40
第3章 二維層狀固體超潤滑材料 46
3.1 二維層狀固體超潤滑材料摩擦學(xué)性能影響因素 46
3.1.1 材料結(jié)構(gòu) 46
3.1.2 外界環(huán)境 58
3.1.3 制備方法 69
3.2 二維層狀固體超潤滑材料潤滑機制 72
3.2.1 電子聲子耦合機制 72
3.2.2 面外褶皺機制 73
3.2.3 結(jié)構(gòu)變形機制 76
3.2.4 有效接觸質(zhì)量變化機制 78
3.3 二維層狀固體超潤滑材料超潤滑性能影響因素 79
3.3.1 非公度接觸匹配 80
3.3.2 接觸界面間尺寸 95
3.3.3 邊緣釘扎效應(yīng) 97
3.3.4 結(jié)構(gòu)變形效應(yīng) 99
3.4 二維層狀固體超潤滑材料超潤滑機制 100
3.4.1 非公度接觸匹配機制 100
3.4.2 有序?qū)訉踊�移機制 102
3.4.3 多點接觸結(jié)構(gòu)機制 106
3.5 宏觀尺度上超潤滑的獲得與設(shè)計 109
3.5.1 有序?qū)訉踊�移界�?110
3.5.2 異質(zhì)復(fù)合層間弱化學(xué)相互作用 116
3.5.3 大面積非公度接觸界面 118
3.5.4 宏觀尺度超潤滑的設(shè)計原理 120
參考文獻 122
第4章 球狀/卷狀分子結(jié)構(gòu)固體超潤滑材料 132
4.1 富勒烯 132
4.1.1 富勒烯分子 132
4.1.2 富勒烯添加劑 138
4.1.3 富勒烯復(fù)合物 141
4.2 碳納米管 144
4.2.1 單壁碳納米管 145
4.2.2 多壁碳納米管 147
4.3 摩擦誘導(dǎo)卷狀界面結(jié)構(gòu) 152
4.3.1 摩擦化學(xué)反應(yīng) 153
4.3.2 納米顆粒誘導(dǎo) 156
4.3.3 平片結(jié)構(gòu)自卷曲 159
4.4 原位構(gòu)建卷狀納米結(jié)構(gòu) 162
4.5 類富勒烯結(jié)構(gòu) 166
4.6 量子點潤滑 172
參考文獻 178
第5章 非晶碳薄膜固體超潤滑材料 186
5.1 非晶碳薄膜摩擦學(xué)性能研究 187
5.1.1 非晶碳薄膜摩擦學(xué)研究歷程 187
5.1.2 非晶碳薄膜摩擦學(xué)性能研究進展 189
5.1.3 非晶碳薄膜摩擦學(xué)機制 205
5.2 a-C:H薄膜的超潤滑行為研究 206
5.2.1 a-C:H薄膜超潤滑行為的結(jié)構(gòu)影響因素 208
5.2.2 a-C:H薄膜超潤滑行為的環(huán)境影響因素 223
5.2.3 a-C:H薄膜超潤滑的摩擦界面調(diào)控 236
5.3 a-C:H薄膜的超潤滑機制 245
5.3.1 表面鈍化理論 245
5.3.2 摩擦界面的高度有序化理論 246
5.3.3 轉(zhuǎn)移膜理論 248
5.3.4 滾動理論 249
5.3.5 催化超潤滑 251
參考文獻 254
第6章 過渡金屬硫?qū)倩�合物薄膜固體超潤滑材料 261
6.1 MoS2基薄膜超潤滑行為與摩擦學(xué)性能 262
6.1.1 MoS2的結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)應(yīng)用與薄膜制備 262
6.1.2 MoS2薄膜超潤滑行為與機制 266
6.1.3 環(huán)境對MoS2薄膜摩擦學(xué)性能的影響 279
6.1.4 摻雜改善薄膜摩擦學(xué)性能 286
6.2 WS2基薄膜超潤滑行為 290
參考文獻 293
第7章 新型超潤滑材料 300
7.1 仿生超潤滑材料 300
7.1.1 關(guān)節(jié)軟骨及其仿生超潤滑材料 301
7.1.2 鯊魚皮及其仿生超潤滑材料 305
7.1.3 豬籠草及其仿生超潤滑材料 308
7.2 自組裝超潤滑材料 311
7.2.1 自組裝填料 312
7.2.2 界面自組裝結(jié)構(gòu) 314
7.3 3D 打印超潤滑材料 318
7.3.1 3D 打印幾何結(jié)構(gòu)潤滑材料 319
7.3.2 3D 打印仿生結(jié)構(gòu)潤滑材料 321
7.4 含油超潤滑材料 324
7.4.1 潤滑油灌注自潤滑材料 325
7.4.2 液體潤滑劑嵌入復(fù)合材料 327
7.5 陶瓷基超潤滑材料 331
7.6 量子超潤滑材料 336
參考文獻 338
第8章 固體超潤滑材料潛在應(yīng)用領(lǐng)域 346
8.1 機械裝備 346
8.1.1 航天 347
8.1.2 航空 350
8.1.3 核能 351
8.1.4 汽車 352
8.1.5 精密機床 353
8.1.6 刀具 355
8.1.7 干氣密封 356
8.1.8 微納機械 357
8.2 生物醫(yī)藥 357
8.2.1 滑膜關(guān)節(jié) 358
8.2.2 醫(yī)用導(dǎo)管 364
8.3 防冰 366
8.3.1 防冰在船舶中的應(yīng)用 366
8.3.2 防冰在飛機中的應(yīng)用 367
8.3.3 防冰在電力設(shè)備中的應(yīng)用 368
8.4 微機電 369
8.4.1 納米摩擦發(fā)電機 369
8.4.2 超潤滑電諧振器和振蕩器 374
8.4.3 石墨烯納米帶晶體管 376
8.5 信息存儲 377
8.5.1 硬盤存儲 378
8.5.2 光伏隨機存儲器 379
參考文獻 381