(新奥集团股份有限公司河北廊坊065001由于固体自润滑材料可满足高温、高压等苛刻条件在各个行业中有着越来越广泛的应用。在分析固体自润滑机制的基础上并展望了固体自润滑材料的研究趋势研究趋势中图分类号TH117文献标识码对各种设备及零部件性能提出了越来越高的要求。而摩擦磨损是普遍存在的自然现象摩擦损失了世界一次性能源的磨损每年造成的损失约占国民生产总值的。为延长使用寿命、节约材料与能源在很多领域迫切需要解决摩擦、磨损与润层的软金属、作为润滑剂的金属化合物以及以金属为11111软金属自润滑材料软金属自润滑材料指质地较软且具有自润滑效应的金属。通常软金属是以电镀或粉末冶金压制等方法在材料表面复合一层极薄的固体润滑膜。软金属的剪切强度低摩擦过程中在对偶材料表面形成转移膜因而可减小摩擦磨损。软金属的蒸发率低还能适应几百度的高温和线金属化合物自润滑材料金属化合物自润滑材料通常是作为固体润滑剂添加到材料中使用的属氧化物、氟化物、氮化物Mo原子和原子之间化学键结合而界面分子层极易滑动形成良好润滑。一般来说因此MoS2等在大气中高温下会发生氧化但在高温真空下却表现出优异润滑性能11113金属基自润滑材料金属基自润滑材料有一种是硬质相分布于软质基体中r2O3硬质颗粒基体中添加碳化钨等。另外一种是以具有较高强度的合金作为基体其中合金基体起支撑负基高温耐热合金为自润滑材料研究较多利用它们与合金中的某些元素反应生成固体润滑剂可以有效地改善合金摩擦学特性。研究结果表明、润滑脂(半固态及固体润滑材料。液态也是应用最为广泛的一种润滑方式在高温作用下承载能力下降、润滑性能衰减还会造成环境污染等问题。因此传统的润滑方法已难以满足要减小与控制摩擦与磨损显得尤为必要。固体自润滑材料在性能上极大地突破了传统材料的使用极限广泛地被应用于电子、生物、航天航空等高科技领域固体自润滑材料研究现状固体自润滑材料是一类概念上与传(润滑油、润滑脂等统润滑材料在摩擦界面上形成某种形式的流体或半流体膜而起到有效的润滑作用固体润滑材料则主要是依靠材料本身或其转移膜的低剪切特性而具有优良的薄膜、表面涂层、整体材料或复合材料的形式使用自润滑材料、高分子111金属自润滑材料金属自润滑材料是未来高温、高载荷等苛刻条件实现润滑的重要研究方向包括有直接应用于材料表收稿日期131192007固体自润滑材料及其研究趋势一般不仅不会损害原基体材料的承载能力112非金属自润滑材料相反还会结构可实现自润滑因而原位生成自润滑膜是一种新的润滑概念113高分子自润滑材料高分子润滑材料根据其温度特性分为热塑性和热大类。与固体润滑剂相比较高分子材料非金属固体自润滑材料11211碳类自润滑材料石墨不仅具有良好的导热性和耐高温性能更具作为滑动部件具有以下优点在水中或海中也能使用即使在液氨、液氢的超低温条件下仍能发挥其润滑作用在真空中同样可以应用具有优良的抗油、耐腐蚀性缘性优良。其缺点为轴承的间隙大因而配合精度低。目前常见的自润滑聚合物PEEK)、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)11311聚四氟乙烯PTFE)PTFE分子结构规整有很强耐腐蚀性其摩擦因数一般在0104～013是已知高分子中摩擦因数最小的PTFE与材料发生摩擦PTFE大分子容易被拉出结晶区20～30nm厚的薄膜这层薄膜的大分子按滑动方向高度取向PTFE易磨损、力学性能差、承载力低、尺寸稳定性差有通过改性才能满足其作为润滑密封材料要求。提高塑料的摩擦磨损性能可从内部增韧和润滑两方面着如玻璃纤维、碳纤维石墨、二硫化钼、青铜粉以及一些有机化合物等它们在PTFE层状结构中形成网状结点从而提高了刚度、导热性、抗蠕变能力11312聚酰亚胺高温下具有特种工程塑料所不可比拟的优良综合性能其拉伸强度可达200Pa,且耐热性和耐辐射性好在高温、高真空及辐照下稳定挥发物少。其中热塑性240～260的长期使用温度可达到300以上具有良好的机械性能摩擦性能仅次PTFE,在与金属干摩擦时显示出绝对的加工优势可用喷涂、挤出、注塑、模压等有层状结构层与层之间的滑移能产生良好的自润滑效果是应用非常广泛的一种固体润滑剂。从室温到它的氧化温度550之前石墨的摩擦因数是随温度上升而下降的。由于它可吸附水气而使层间易于所以在潮湿介质中的摩擦磨损性能比在干燥环境中要好碳纳米管因其管状结构和独特的长径比一方面碳纳米管能够在摩擦副之间发生滚动起到支承负荷的“滚动多壁碳纳米管在室温下层间很容易发生滑动11212陶瓷类自润滑材料陶瓷材料具有耐高温可在苛刻环境下使用。传统陶瓷主要采用天然的、矿物、粘土等为原料新型陶瓷则是人工合成的具有微细结晶组织的无机材料其应用范围是传统陶瓷远远不能比拟的。新型陶瓷按化学成分主要分为一类是纯氧化物陶瓷l2O3另一类是非氧化物系陶瓷其层间滑移是产生自润滑低摩擦的主要原因l2O3则是由于在不同的温度下表现出不同磨损机制000摩擦并且发现摩擦表面有玻璃态物质形成细晶组织和玻璃态物质的形成降低了摩擦接触面的粗糙度摩擦表面由塑性变形发展到软化态一定条件下发生化学反应在材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜如含硼材料在高温下可在表面生成B2O3在冷却过程自发与空气中的水蒸气反应进而形成120润滑与密封213新型的自润滑方式的研究
