固體潤滑膜層技術與應用

前言

　　固體潤滑是潤滑的重要組成部分，是對流體潤滑的有效補充。它起源于第二次世界大戰(zhàn)時期航空和軍工技術發(fā)展的需要，因為在高低溫、高載荷、高真空、強輻射等苛刻條件下流體潤滑劑發(fā)生變質失效，不能發(fā)揮潤滑作用，不得不借助于固體潤滑劑。后來，隨著航空、航天、核電、電子、軍工等高新技術的快速發(fā)展，固體潤滑在潤滑材料與技術中已成為不可缺少的組成部分。由于固體潤滑的作用機理具有普遍適應性，它不僅適用于特殊的環(huán)境工況，而且對大量機械設備中處于重載高速的摩擦副均有顯著的減摩抗磨效果，尤其突出的是，固體潤滑與流體潤滑的復合運用比單獨的流體潤滑或固體潤滑顯示出更大的優(yōu)越性，這是一個具有巨大潛力和生命力的新發(fā)展方向?！　?006年——2007年，中國工程院啟動大型調查咨詢項目《摩擦學科學及工程應用現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究》。調查顯示，2006年全國消耗在摩擦、磨損和潤滑方面的資金估計為9500億元，其中如果正確運用摩擦學知識可以挽回的損失估計可達3270億元，約占GDP總值的1．55％。正確地使用潤滑材料，可提高機械效率、減少維護及停工損耗，對國民經濟發(fā)展具有舉足輕重的影響。許多國內企業(yè)對潤滑技術的重要性認識不足或對國產新型材料不夠了解，致使許多精密儀器設備和車輛的潤滑材料仍依賴進口，或用一般潤滑材料代替，造成許多設備故障和車輛事故等不必要的損失。另外，有些機械設計人員對潤滑材料和方法的發(fā)展不夠了解，仍遵循過時的觀念和標準，影響了潤滑技術的更新?lián)Q代。本書作者全程參加了本次調查，對摩擦造成的損失有著深刻的認識，同時也對通過推廣固體潤滑技術以改善摩擦、降低磨損充滿信心。這也是本書寫作的初衷。　　固體潤滑劑的使用方法很多，而近年來，隨著表面工程技術的飛速發(fā)展，借助于各種先進的表面工程技術制備各種各樣的固體潤滑膜層成為一個實現(xiàn)流體固體復合潤滑必不可少的手段和十分活躍的發(fā)展方向，它有力地促進了固體潤滑的研究開發(fā)和推廣應用。本書作者多年以來堅持固體潤滑膜層的研究，已培養(yǎng)了數(shù)十名博士和碩士研究生從事這方面的研究，積累了相當?shù)某晒?。鑒于固體潤滑在我國經濟發(fā)展和國防事業(yè)建設中的重要地位，我們編寫了此書，對固體潤滑的主要應用形式——固體潤滑膜層——進行了全面的闡述。對四大類固體潤滑膜層的制備、表征、摩擦學性能、作用機理及應用進行了初步的歸納總結。希望本書的出版能對普及固體潤滑知識，推廣固體潤滑的應用，進而實現(xiàn)節(jié)能減排做出一定的貢獻。

內容概要

本書共分5章，系統(tǒng)地介紹了常用固體潤滑膜層的制備方法、各類膜層的表征、晶體結構、理化特性、組織結構、摩擦學性能、減摩耐磨機理及其應用。其中著重介紹了以具有六方晶系層狀結構的硫化亞鐵、二硫化鉬、二硫化鎢、硫化鋅為代表的金屬硫化物團體潤滑膜層，它們都可以通過耗能少、易操作且不污染環(huán)境的低溫離子滲硫方法制備，大量的研究證明它們具有優(yōu)異的減摩耐磨效果，從而受到了普遍重視并得到廣泛的應用。本書還敘述了各種不同固體潤滑膜層的制備方法和潤滑效果，對固體潤滑膜層技術的實際應用具有較強的指導作用，對提高摩擦副的減摩耐磨性能、實現(xiàn)節(jié)能減排、進而促進國家經濟發(fā)展和國防事業(yè)建設具有重要意義。    本書適用于從事摩擦學、材料學、機械設計、航空航天軍事裝備結構設計等領域的科研與管理人員，同時可供有關院校的研究生和高年級本科生閱讀參考。

書籍目錄

第1章　固體潤滑概述  1.1  固體潤滑劑的產生和發(fā)展    1.1.1  固體潤滑劑的作用      1.1.2  固體潤滑劑是高新技術產物    1.1.3  固體潤滑發(fā)展了潤滑技術    1.1.4  固體潤滑提高了經濟效益    1.2　固體潤滑劑適用的環(huán)境與工況    1.2.1  可代替潤滑油脂    1.2.2　增強或改善潤滑油脂的性能    1.2.3  運行條件苛刻的場合    1.2.4　環(huán)境條件很惡劣的場合    1.2.5  環(huán)境條件很潔凈的場合    1.2.6　無需維護保養(yǎng)的場合    1.3　固體潤滑劑的特性和優(yōu)缺點    1.3.1  固體潤滑劑的特性    1.3.2　使用固體潤滑劑的優(yōu)缺點  1.4　固體潤滑劑的種類    1.4.1  軟金屬類固體潤滑劑    1.4.2　金屬化合物類固體潤滑劑    1.4.3  無機物類固體潤滑劑    1.4.4　有機物類固體潤滑膜層  1.5　固體潤滑膜層    1.5.1  潤滑特性    1.5.2　摩擦特性    1.5.3　溫度特性    1.5.4  氣氛特性    1.5.5  磨損特性  參考文獻第2章　固體潤滑膜層的制備方法  2.1　軟金屬固體潤滑膜層的制備方法    2.1.1  電化學沉積法制備cu—Ni固體潤滑多層膜    2.1.2  電刷鍍制備軟金屬固體潤滑膜層    2.1.3  離子鍍制備軟金屬固體潤滑膜層  2.2　金屬化合物固體潤滑膜層的制備方法    2.2.1  FeS固體潤滑膜層    2.2.2　MoS，固體潤滑膜層    2.2.3　WS，固體潤滑膜層    2.2.4　ZnS固體潤滑膜層  2.3　無機物固體潤滑膜層的制備方法    2.3.1  石墨固體潤滑膜層的制備方法    2.3.2　BN固體潤滑膜層的制備方法  2.4　有機物固體潤滑膜層的制備方法    2.4.1  聚四氟乙烯固體潤滑薄膜的制備方法    2.4.2　有機黏結固體潤滑干膜的制備方法  參考文獻第3章　常用固體潤滑膜層的摩擦學性能  3.1　軟金屬固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.1.1  Cu基固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.1.2　Ag基固體潤滑膜層    3.1.3　含Pb、Sn固體潤滑膜層    3.1.4  其他軟金屬固體潤滑復合膜  3.2　金屬化合物固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.2.1  FeS固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.2.2　MoS2固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.2.3　WS2基固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.2.4　ZnS固體潤滑膜層的摩擦學性能  3.3　無機物固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.3.1  石墨固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.3.2　BN固體潤滑膜層的摩擦學性能  3.4　有機物固體潤滑膜層的摩擦學性能    3.4.1　PTFE-改性聚酰亞胺系列固體潤滑干膜的摩擦學性能    3.4.2  聚四氟蠟和聚四氟乙烯黏結復合涂層的摩擦學性能    3.4.3  有機黏結石墨和MoS2固體潤滑干膜的摩擦學性能    3.4.4  Ni-PTFE復合鍍層的摩擦學性能    參考文獻第4章  固體潤滑膜層的作用機理  4.1　固體潤滑機理概述    4.1.1  固體潤滑膜的形成    4.1.2　摩擦聚合膜    4.1.3  固體潤滑膜的轉移  4.2　軟金屬的固體潤滑機理  4.3　金屬化合物的固體潤滑機理　……第5章　固體潤滑膜層的應用　

章節(jié)摘錄

　　第1章固體潤滑概述　　固體潤滑是將固體潤滑劑用于摩擦表面，以降低摩擦、減少磨損的措施。固體潤滑技術最早應用于軍事工業(yè)，接著在一些高科技領域，如人造衛(wèi)星、宇宙飛船和高科技電子產品中得到應用，解決了一些液體潤滑難以解決的困難問題，進而在各種特殊工況中得到成功的推廣。受此影響，在其他工業(yè)部門的常規(guī)化生產領域中也逐漸采用，并取得良好的效果。因此，固體潤滑技術越來越受到重視，加之目前全球性能源日趨緊張，因而將固體潤滑逐步替代液體潤滑的呼聲與行動日漸高漲。從理論上研究潤滑機理日益增多，應用固體潤滑劑解決潤滑問題所取得的成效也日益顯著。相對于流體潤滑，無論在研究的深度與廣度方面，還是在實際應用的范圍和經驗方面都還相差甚遠，有待于進一步研究開發(fā)?！　∮捎诂F(xiàn)代工業(yè)和高新技術的發(fā)展，特別是在航空工業(yè)和空間技術中，它們的許多工況條件已經超過了潤滑油脂的使用極限，這就促使人們去尋找新的潤滑材料。固體潤滑材料便應運而生。固體潤滑材料能滿足許多特殊工況對潤滑的要求，能適應復雜的工作環(huán)境，為機械零件設計的革命提供了很大的方便，同時還可減少繁雜的潤滑維修問題，因而受到廣泛的關注。　　我國從20世紀50年代末開始研究固體潤滑技術和固體潤滑材料，60年代初就在一些國防和軍事工程上得到較為滿意的結果。接著在許多高科技含量的機械及眾多的常規(guī)機械的潤滑中得到應用，效果都非常令人滿意，因此，可以預料，固體潤滑技術與固體潤滑材料的研究和應用，將會普及到國民經濟的各個領域。

編輯推薦

　　以四大類固體潤滑材料為論述重點；　　闡述最新理論，展示最新技術，配以工程實例；　　盡可能列出國內外固體潤滑膜層領域的最新進展。

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