固體潤(rùn)滑膜層技術(shù)與應(yīng)用

前言

　　固體潤(rùn)滑是潤(rùn)滑的重要組成部分，是對(duì)流體潤(rùn)滑的有效補(bǔ)充。它起源于第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期航空和軍工技術(shù)發(fā)展的需要，因?yàn)樵诟叩蜏?、高載荷、高真空、強(qiáng)輻射等苛刻條件下流體潤(rùn)滑劑發(fā)生變質(zhì)失效，不能發(fā)揮潤(rùn)滑作用，不得不借助于固體潤(rùn)滑劑。后來(lái)，隨著航空、航天、核電、電子、軍工等高新技術(shù)的快速發(fā)展，固體潤(rùn)滑在潤(rùn)滑材料與技術(shù)中已成為不可缺少的組成部分。由于固體潤(rùn)滑的作用機(jī)理具有普遍適應(yīng)性，它不僅適用于特殊的環(huán)境工況，而且對(duì)大量機(jī)械設(shè)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(rùn)滑與流體潤(rùn)滑的復(fù)合運(yùn)用比單獨(dú)的流體潤(rùn)滑或固體潤(rùn)滑顯示出更大的優(yōu)越性，這是一個(gè)具有巨大潛力和生命力的新發(fā)展方向?！　?006年——2007年，中國(guó)工程院?jiǎn)?dòng)大型調(diào)查咨詢項(xiàng)目《摩擦學(xué)科學(xué)及工程應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展戰(zhàn)略研究》。調(diào)查顯示，2006年全國(guó)消耗在摩擦、磨損和潤(rùn)滑方面的資金估計(jì)為9500億元，其中如果正確運(yùn)用摩擦學(xué)知識(shí)可以挽回的損失估計(jì)可達(dá)3270億元，約占GDP總值的1．55％。正確地使用潤(rùn)滑材料，可提高機(jī)械效率、減少維護(hù)及停工損耗，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有舉足輕重的影響。許多國(guó)內(nèi)企業(yè)對(duì)潤(rùn)滑技術(shù)的重要性認(rèn)識(shí)不足或?qū)?guó)產(chǎn)新型材料不夠了解，致使許多精密儀器設(shè)備和車輛的潤(rùn)滑材料仍依賴進(jìn)口，或用一般潤(rùn)滑材料代替，造成許多設(shè)備故障和車輛事故等不必要的損失。另外，有些機(jī)械設(shè)計(jì)人員對(duì)潤(rùn)滑材料和方法的發(fā)展不夠了解，仍遵循過(guò)時(shí)的觀念和標(biāo)準(zhǔn)，影響了潤(rùn)滑技術(shù)的更新?lián)Q代。本書(shū)作者全程參加了本次調(diào)查，對(duì)摩擦造成的損失有著深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也對(duì)通過(guò)推廣固體潤(rùn)滑技術(shù)以改善摩擦、降低磨損充滿信心。這也是本書(shū)寫(xiě)作的初衷?！　」腆w潤(rùn)滑劑的使用方法很多，而近年來(lái)，隨著表面工程技術(shù)的飛速發(fā)展，借助于各種先進(jìn)的表面工程技術(shù)制備各種各樣的固體潤(rùn)滑膜層成為一個(gè)實(shí)現(xiàn)流體固體復(fù)合潤(rùn)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(jìn)了固體潤(rùn)滑的研究開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用。本書(shū)作者多年以來(lái)堅(jiān)持固體潤(rùn)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(dāng)?shù)某晒?。鑒于固體潤(rùn)滑在我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防事業(yè)建設(shè)中的重要地位，我們編寫(xiě)了此書(shū)，對(duì)固體潤(rùn)滑的主要應(yīng)用形式——固體潤(rùn)滑膜層——進(jìn)行了全面的闡述。對(duì)四大類固體潤(rùn)滑膜層的制備、表征、摩擦學(xué)性能、作用機(jī)理及應(yīng)用進(jìn)行了初步的歸納總結(jié)。希望本書(shū)的出版能對(duì)普及固體潤(rùn)滑知識(shí)，推廣固體潤(rùn)滑的應(yīng)用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排做出一定的貢獻(xiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)共分5章，系統(tǒng)地介紹了常用固體潤(rùn)滑膜層的制備方法、各類膜層的表征、晶體結(jié)構(gòu)、理化特性、組織結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)性能、減摩耐磨機(jī)理及其應(yīng)用。其中著重介紹了以具有六方晶系層狀結(jié)構(gòu)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(tuán)體潤(rùn)滑膜層，它們都可以通過(guò)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(yīng)用。本書(shū)還敘述了各種不同固體潤(rùn)滑膜層的制備方法和潤(rùn)滑效果，對(duì)固體潤(rùn)滑膜層技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用具有較強(qiáng)的指導(dǎo)作用，對(duì)提高摩擦副的減摩耐磨性能、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、進(jìn)而促進(jìn)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)防事業(yè)建設(shè)具有重要意義。    本書(shū)適用于從事摩擦學(xué)、材料學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、航空航天軍事裝備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域的科研與管理人員，同時(shí)可供有關(guān)院校的研究生和高年級(jí)本科生閱讀參考。

書(shū)籍目錄

第1章　固體潤(rùn)滑概述  1.1  固體潤(rùn)滑劑的產(chǎn)生和發(fā)展    1.1.1  固體潤(rùn)滑劑的作用      1.1.2  固體潤(rùn)滑劑是高新技術(shù)產(chǎn)物    1.1.3  固體潤(rùn)滑發(fā)展了潤(rùn)滑技術(shù)    1.1.4  固體潤(rùn)滑提高了經(jīng)濟(jì)效益    1.2　固體潤(rùn)滑劑適用的環(huán)境與工況    1.2.1  可代替潤(rùn)滑油脂    1.2.2　增強(qiáng)或改善潤(rùn)滑油脂的性能    1.2.3  運(yùn)行條件苛刻的場(chǎng)合    1.2.4　環(huán)境條件很惡劣的場(chǎng)合    1.2.5  環(huán)境條件很潔凈的場(chǎng)合    1.2.6　無(wú)需維護(hù)保養(yǎng)的場(chǎng)合    1.3　固體潤(rùn)滑劑的特性和優(yōu)缺點(diǎn)    1.3.1  固體潤(rùn)滑劑的特性    1.3.2　使用固體潤(rùn)滑劑的優(yōu)缺點(diǎn)  1.4　固體潤(rùn)滑劑的種類    1.4.1  軟金屬類固體潤(rùn)滑劑    1.4.2　金屬化合物類固體潤(rùn)滑劑    1.4.3  無(wú)機(jī)物類固體潤(rùn)滑劑    1.4.4　有機(jī)物類固體潤(rùn)滑膜層  1.5　固體潤(rùn)滑膜層    1.5.1  潤(rùn)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(xiàn)第2章　固體潤(rùn)滑膜層的制備方法  2.1　軟金屬固體潤(rùn)滑膜層的制備方法    2.1.1  電化學(xué)沉積法制備cu—Ni固體潤(rùn)滑多層膜    2.1.2  電刷鍍制備軟金屬固體潤(rùn)滑膜層    2.1.3  離子鍍制備軟金屬固體潤(rùn)滑膜層  2.2　金屬化合物固體潤(rùn)滑膜層的制備方法    2.2.1  FeS固體潤(rùn)滑膜層    2.2.2　MoS，固體潤(rùn)滑膜層    2.2.3　WS，固體潤(rùn)滑膜層    2.2.4　ZnS固體潤(rùn)滑膜層  2.3　無(wú)機(jī)物固體潤(rùn)滑膜層的制備方法    2.3.1  石墨固體潤(rùn)滑膜層的制備方法    2.3.2　BN固體潤(rùn)滑膜層的制備方法  2.4　有機(jī)物固體潤(rùn)滑膜層的制備方法    2.4.1  聚四氟乙烯固體潤(rùn)滑薄膜的制備方法    2.4.2　有機(jī)黏結(jié)固體潤(rùn)滑干膜的制備方法  參考文獻(xiàn)第3章　常用固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能  3.1　軟金屬固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.1.1  Cu基固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.1.2　Ag基固體潤(rùn)滑膜層    3.1.3　含Pb、Sn固體潤(rùn)滑膜層    3.1.4  其他軟金屬固體潤(rùn)滑復(fù)合膜  3.2　金屬化合物固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.2.1  FeS固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.2.2　MoS2固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.2.3　WS2基固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.2.4　ZnS固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能  3.3　無(wú)機(jī)物固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.3.1  石墨固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.3.2　BN固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能  3.4　有機(jī)物固體潤(rùn)滑膜層的摩擦學(xué)性能    3.4.1　PTFE-改性聚酰亞胺系列固體潤(rùn)滑干膜的摩擦學(xué)性能    3.4.2  聚四氟蠟和聚四氟乙烯黏結(jié)復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能    3.4.3  有機(jī)黏結(jié)石墨和MoS2固體潤(rùn)滑干膜的摩擦學(xué)性能    3.4.4  Ni-PTFE復(fù)合鍍層的摩擦學(xué)性能    參考文獻(xiàn)第4章  固體潤(rùn)滑膜層的作用機(jī)理  4.1　固體潤(rùn)滑機(jī)理概述    4.1.1  固體潤(rùn)滑膜的形成    4.1.2　摩擦聚合膜    4.1.3  固體潤(rùn)滑膜的轉(zhuǎn)移  4.2　軟金屬的固體潤(rùn)滑機(jī)理  4.3　金屬化合物的固體潤(rùn)滑機(jī)理　……第5章　固體潤(rùn)滑膜層的應(yīng)用　

章節(jié)摘錄

　　第1章固體潤(rùn)滑概述　　固體潤(rùn)滑是將固體潤(rùn)滑劑用于摩擦表面，以降低摩擦、減少磨損的措施。固體潤(rùn)滑技術(shù)最早應(yīng)用于軍事工業(yè)，接著在一些高科技領(lǐng)域，如人造衛(wèi)星、宇宙飛船和高科技電子產(chǎn)品中得到應(yīng)用，解決了一些液體潤(rùn)滑難以解決的困難問(wèn)題，進(jìn)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(mén)的常規(guī)化生產(chǎn)領(lǐng)域中也逐漸采用，并取得良好的效果。因此，固體潤(rùn)滑技術(shù)越來(lái)越受到重視，加之目前全球性能源日趨緊張，因而將固體潤(rùn)滑逐步替代液體潤(rùn)滑的呼聲與行動(dòng)日漸高漲。從理論上研究潤(rùn)滑機(jī)理日益增多，應(yīng)用固體潤(rùn)滑劑解決潤(rùn)滑問(wèn)題所取得的成效也日益顯著。相對(duì)于流體潤(rùn)滑，無(wú)論在研究的深度與廣度方面，還是在實(shí)際應(yīng)用的范圍和經(jīng)驗(yàn)方面都還相差甚遠(yuǎn)，有待于進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)?！　∮捎诂F(xiàn)代工業(yè)和高新技術(shù)的發(fā)展，特別是在航空工業(yè)和空間技術(shù)中，它們的許多工況條件已經(jīng)超過(guò)了潤(rùn)滑油脂的使用極限，這就促使人們?nèi)ふ倚碌臐?rùn)滑材料。固體潤(rùn)滑材料便應(yīng)運(yùn)而生。固體潤(rùn)滑材料能滿足許多特殊工況對(duì)潤(rùn)滑的要求，能適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境，為機(jī)械零件設(shè)計(jì)的革命提供了很大的方便，同時(shí)還可減少繁雜的潤(rùn)滑維修問(wèn)題，因而受到廣泛的關(guān)注?！　∥覈?guó)從20世紀(jì)50年代末開(kāi)始研究固體潤(rùn)滑技術(shù)和固體潤(rùn)滑材料，60年代初就在一些國(guó)防和軍事工程上得到較為滿意的結(jié)果。接著在許多高科技含量的機(jī)械及眾多的常規(guī)機(jī)械的潤(rùn)滑中得到應(yīng)用，效果都非常令人滿意，因此，可以預(yù)料，固體潤(rùn)滑技術(shù)與固體潤(rùn)滑材料的研究和應(yīng)用，將會(huì)普及到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。

編輯推薦

　　以四大類固體潤(rùn)滑材料為論述重點(diǎn)；　　闡述最新理論，展示最新技術(shù)，配以工程實(shí)例；　　盡可能列出國(guó)內(nèi)外固體潤(rùn)滑膜層領(lǐng)域的最新進(jìn)展。

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