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高溫摩擦學 版權信息
- ISBN：9787030711328
- 條形碼：9787030711328 ; 978-7-03-071132-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
高溫摩擦學 內容簡介
作者在借鑒國內外有關研究成果和融入自己多年科研結果的基礎上，對高溫摩擦學理論和高溫自潤滑抗磨損材料進行了較為系統的分析和闡述。全書共分為九章，本書首先介紹了高溫摩擦理論、高溫磨損理論和高溫潤滑理論，其次詳細論述了高溫自潤滑合金、高溫自潤滑復合材料、高溫自潤滑涂層以及高溫抗磨損材料的發展狀況，*后簡要介紹了高溫摩擦學測試與分析方法。
高溫摩擦學 目錄
目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 高溫摩擦學研究背景 1
1.2 高溫摩擦學研究進展 2
1.2.1 高溫摩擦學理論 2
1.2.2 高溫自潤滑材料 3
1.2.3 高溫耐磨損材料 4
1.2.4 高溫摩擦學測試分析技術 5
1.3 高溫摩擦學應用 6
參考文獻 7
第2章 高溫摩擦理論 10
2.1 摩擦理論 10
2.1.1 阿蒙東-庫侖定律 10
2.1.2 機械嵌合理論 11
2.1.3 分子作用理論 11
2.1.4 黏著-犁溝摩擦理論 12
2.1.5 摩擦二項式定律 18
2.1.6 摩擦能量理論 19
2.2 高溫摩擦現象 21
2.2.1 摩擦表面組織結構 21
2.2.2 摩擦物理 22
2.2.3 摩擦化學 24
2.2.4 摩擦轉移 26
參考文獻 26
第3章 高溫磨損理論 29
3.1 黏著磨損 29
3.1.1 黏著磨損機理 29
3.1.2 黏著磨損類型 29
3.1.3 黏著磨損理論 30
3.2 磨粒磨損 33
3.2.1 磨粒磨損機理 33
3.2.2 磨粒磨損類型 34
3.2.3 磨粒磨損理論 34
3.3 疲勞磨損 35
3.3.1 疲勞磨損機理 36
3.3.2 疲勞磨損類型 36
3.3.3 疲勞磨損理論 36
3.4 腐蝕磨損 37
3.4.1 腐蝕磨損機理 38
3.4.2 腐蝕磨損類型 38
3.4.3 氧化磨損理論 38
3.5 其他磨損理論 41
3.5.1 剝層磨損理論 41
3.5.2 能量磨損理論 43
參考文獻 44
第4章 高溫潤滑理論 46
4.1 固體潤滑理論 46
4.2 高溫固體潤滑劑及其作用機理 47
4.2.1 層狀固體潤滑劑 48
4.2.2 軟金屬固體潤滑劑 52
4.2.3 氧化物固體潤滑劑 52
4.2.4 氟化物固體潤滑劑 55
4.2.5 固體潤滑劑的協同效應 56
4.2.6 高溫潤滑方式 56
4.2.7 離子勢模型 57
參考文獻 58
第5章 高溫自潤滑合金 65
5.1 銅基高溫自潤滑合金 65
5.1.1 含石墨銅基自潤滑合金 66
5.1.2 銅鉛自潤滑合金 67
5.1.3 銅錫自潤滑合金 68
5.1.4 其他銅基自潤滑合金 69
5.2 鐵基高溫自潤滑合金 69
5.2.1 含石墨鐵基自潤滑合金 70
5.2.2 鐵錸自潤滑合金 70
5.3 鈷基高溫自潤滑合金 71
5.3.1 鈷基高溫合金 71
5.3.2 鈷銀自潤滑合金 71
5.3.3 鈷錸自潤滑合金 72
5.4 鎳基高溫自潤滑合金 72
5.4.1 鎳銅錸高溫自潤滑合金 72
5.4.2 含硫鎳基自潤滑合金 74
5.4.3 鎳鋁基自潤滑合金 76
5.5 其他高溫自潤滑合金 79
5.5.1 高熵合金 79
5.5.2 難熔合金 79
參考文獻 79
第6章 高溫自潤滑復合材料 83
6.1 金屬基高溫自潤滑復合材料 83
6.1.1 鎳基高溫自潤滑復合材料 84
6.1.2 鐵基高溫自潤滑復合材料 90
6.1.3 銅基高溫自潤滑復合材料 91
6.1.4 鈷基高溫自潤滑復合材料 92
6.2 金屬間化合物基自潤滑復合材料 93
6.2.1 鎳鋁基高溫自潤滑復合材料 93
6.2.2 鈦鋁基高溫自潤滑復合材料 100
6.2.3 鐵鋁基高溫自潤滑復合材料 102
6.3 陶瓷基高溫自潤滑復合材料 103
6.3.1 陶瓷基自潤滑復合材料摩擦磨損機理 104
6.3.2 氧化鋯基高溫自潤滑復合材料 105
6.3.3 氮化硅基高溫自潤滑復合材料 109
6.3.4 碳化硅基高溫自潤滑復合材料 113
6.3.5 其他陶瓷基高溫自潤滑復合材料 114
參考文獻 117
第7章 高溫自潤滑涂層 124
7.1 PS系列高溫自潤滑涂層 125
7.1.1 PS100系列高溫自潤滑涂層 126
7.1.2 PS200系列高溫自潤滑涂層 126
7.1.3 PS300系列高溫自潤滑涂層 127
7.1.4 PS400系列高溫自潤滑涂層 128
7.2 自適應性高溫自潤滑涂層 130
7.2.1 **代自適應性高溫自潤滑涂層 131
7.2.2 第二代自適應性高溫自潤滑涂層 131
7.2.3 第三代自適應性高溫自潤滑涂層 133
7.3 陶瓷基高溫自潤滑涂層 134
7.3.1 氧化鋯基高溫自潤滑涂層 135
7.3.2 氧化鉻基高溫自潤滑涂層 136
7.3.3 氧化鋁基高溫自潤滑涂層 137
7.3.4 氧化鋅基高溫自潤滑涂層 137
7.3.5 氮化物基高溫自潤滑涂層 138
7.4 金屬間化合物基高溫自潤滑涂層 139
7.4.1 鎳鋁基高溫自潤滑涂層 139
7.4.2 鎳硅基高溫自潤滑涂層 141
7.5 金屬基高溫自潤滑涂層 142
7.5.1 鎳基高溫自潤滑涂層 142
7.5.2 鈷基高溫自潤滑涂層 145
7.5.3 軟金屬基高溫自潤滑涂層 146
7.6 無機酸鹽類高溫自潤滑涂層 146
7.6.1 MexTMyOz類高溫自潤滑涂層 146
7.6.2 銫鹽類高溫自潤滑涂層 147
7.6.3 硫酸鹽類高溫自潤滑涂層 147
7.7 高溫自潤滑涂層制備技術 148
7.7.1 物理氣相沉積技術 148
7.7.2 熱噴涂技術 149
7.7.3 激光熔覆技術 151
7.7.4 粉末冶金技術 152
7.7.5 冷噴涂技術 152
參考文獻 152
第8章 高溫耐磨損材料 157
8.1 金屬基高溫耐磨損材料 158
8.1.1 鐵基高溫耐磨損合金 159
8.1.2 鎳基高溫耐磨損合金 170
8.1.3 鈷基高溫耐磨損合金 174
8.1.4 鋁基和鎂基高溫耐磨損合金 177
8.1.5 金屬間化合物基高溫耐磨損材料 178
8.1.6 新型高熵合金高溫耐磨損材料 181
8.2 金屬陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.1 鐵基-陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.2 鎳基-陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.3 鋁基/鎂基-陶瓷高溫耐磨損材料 185
8.2.4 金屬間化合物-陶瓷高溫耐磨損材料 186
8.3 陶瓷基高溫耐磨損材料 188
8.3.1 碳化物基高溫耐磨損陶瓷 188
8.3.2 氮化物基高溫耐磨損陶瓷 189
8.3.3 氧化物基高溫耐磨損陶瓷 190
參考文獻 190
第9章 高溫摩擦學測試與分析方法 196
9.1 高溫摩擦試驗機 196
9.1.1 常見的高溫摩擦磨損試樣 196
9.1.2 高溫摩擦運動方式 197
9.1.3 常用高溫摩擦試驗機 198
9.2 高溫摩擦磨損測試表征技術 202
9.2.1 高溫摩擦磨損性能評價 202
9.2.2 材料高溫結構及力學性能 207
9.3 高溫摩擦磨損測量設備及技術展望 208
9.3.1 原位摩擦試驗檢測設備 208
9.3.2 高溫摩擦磨損測量設備及技術展望 209
參考文獻 210
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 高溫摩擦學研究背景 1
1.2 高溫摩擦學研究進展 2
1.2.1 高溫摩擦學理論 2
1.2.2 高溫自潤滑材料 3
1.2.3 高溫耐磨損材料 4
1.2.4 高溫摩擦學測試分析技術 5
1.3 高溫摩擦學應用 6
參考文獻 7
第2章 高溫摩擦理論 10
2.1 摩擦理論 10
2.1.1 阿蒙東-庫侖定律 10
2.1.2 機械嵌合理論 11
2.1.3 分子作用理論 11
2.1.4 黏著-犁溝摩擦理論 12
2.1.5 摩擦二項式定律 18
2.1.6 摩擦能量理論 19
2.2 高溫摩擦現象 21
2.2.1 摩擦表面組織結構 21
2.2.2 摩擦物理 22
2.2.3 摩擦化學 24
2.2.4 摩擦轉移 26
參考文獻 26
第3章 高溫磨損理論 29
3.1 黏著磨損 29
3.1.1 黏著磨損機理 29
3.1.2 黏著磨損類型 29
3.1.3 黏著磨損理論 30
3.2 磨粒磨損 33
3.2.1 磨粒磨損機理 33
3.2.2 磨粒磨損類型 34
3.2.3 磨粒磨損理論 34
3.3 疲勞磨損 35
3.3.1 疲勞磨損機理 36
3.3.2 疲勞磨損類型 36
3.3.3 疲勞磨損理論 36
3.4 腐蝕磨損 37
3.4.1 腐蝕磨損機理 38
3.4.2 腐蝕磨損類型 38
3.4.3 氧化磨損理論 38
3.5 其他磨損理論 41
3.5.1 剝層磨損理論 41
3.5.2 能量磨損理論 43
參考文獻 44
第4章 高溫潤滑理論 46
4.1 固體潤滑理論 46
4.2 高溫固體潤滑劑及其作用機理 47
4.2.1 層狀固體潤滑劑 48
4.2.2 軟金屬固體潤滑劑 52
4.2.3 氧化物固體潤滑劑 52
4.2.4 氟化物固體潤滑劑 55
4.2.5 固體潤滑劑的協同效應 56
4.2.6 高溫潤滑方式 56
4.2.7 離子勢模型 57
參考文獻 58
第5章 高溫自潤滑合金 65
5.1 銅基高溫自潤滑合金 65
5.1.1 含石墨銅基自潤滑合金 66
5.1.2 銅鉛自潤滑合金 67
5.1.3 銅錫自潤滑合金 68
5.1.4 其他銅基自潤滑合金 69
5.2 鐵基高溫自潤滑合金 69
5.2.1 含石墨鐵基自潤滑合金 70
5.2.2 鐵錸自潤滑合金 70
5.3 鈷基高溫自潤滑合金 71
5.3.1 鈷基高溫合金 71
5.3.2 鈷銀自潤滑合金 71
5.3.3 鈷錸自潤滑合金 72
5.4 鎳基高溫自潤滑合金 72
5.4.1 鎳銅錸高溫自潤滑合金 72
5.4.2 含硫鎳基自潤滑合金 74
5.4.3 鎳鋁基自潤滑合金 76
5.5 其他高溫自潤滑合金 79
5.5.1 高熵合金 79
5.5.2 難熔合金 79
參考文獻 79
第6章 高溫自潤滑復合材料 83
6.1 金屬基高溫自潤滑復合材料 83
6.1.1 鎳基高溫自潤滑復合材料 84
6.1.2 鐵基高溫自潤滑復合材料 90
6.1.3 銅基高溫自潤滑復合材料 91
6.1.4 鈷基高溫自潤滑復合材料 92
6.2 金屬間化合物基自潤滑復合材料 93
6.2.1 鎳鋁基高溫自潤滑復合材料 93
6.2.2 鈦鋁基高溫自潤滑復合材料 100
6.2.3 鐵鋁基高溫自潤滑復合材料 102
6.3 陶瓷基高溫自潤滑復合材料 103
6.3.1 陶瓷基自潤滑復合材料摩擦磨損機理 104
6.3.2 氧化鋯基高溫自潤滑復合材料 105
6.3.3 氮化硅基高溫自潤滑復合材料 109
6.3.4 碳化硅基高溫自潤滑復合材料 113
6.3.5 其他陶瓷基高溫自潤滑復合材料 114
參考文獻 117
第7章 高溫自潤滑涂層 124
7.1 PS系列高溫自潤滑涂層 125
7.1.1 PS100系列高溫自潤滑涂層 126
7.1.2 PS200系列高溫自潤滑涂層 126
7.1.3 PS300系列高溫自潤滑涂層 127
7.1.4 PS400系列高溫自潤滑涂層 128
7.2 自適應性高溫自潤滑涂層 130
7.2.1 **代自適應性高溫自潤滑涂層 131
7.2.2 第二代自適應性高溫自潤滑涂層 131
7.2.3 第三代自適應性高溫自潤滑涂層 133
7.3 陶瓷基高溫自潤滑涂層 134
7.3.1 氧化鋯基高溫自潤滑涂層 135
7.3.2 氧化鉻基高溫自潤滑涂層 136
7.3.3 氧化鋁基高溫自潤滑涂層 137
7.3.4 氧化鋅基高溫自潤滑涂層 137
7.3.5 氮化物基高溫自潤滑涂層 138
7.4 金屬間化合物基高溫自潤滑涂層 139
7.4.1 鎳鋁基高溫自潤滑涂層 139
7.4.2 鎳硅基高溫自潤滑涂層 141
7.5 金屬基高溫自潤滑涂層 142
7.5.1 鎳基高溫自潤滑涂層 142
7.5.2 鈷基高溫自潤滑涂層 145
7.5.3 軟金屬基高溫自潤滑涂層 146
7.6 無機酸鹽類高溫自潤滑涂層 146
7.6.1 MexTMyOz類高溫自潤滑涂層 146
7.6.2 銫鹽類高溫自潤滑涂層 147
7.6.3 硫酸鹽類高溫自潤滑涂層 147
7.7 高溫自潤滑涂層制備技術 148
7.7.1 物理氣相沉積技術 148
7.7.2 熱噴涂技術 149
7.7.3 激光熔覆技術 151
7.7.4 粉末冶金技術 152
7.7.5 冷噴涂技術 152
參考文獻 152
第8章 高溫耐磨損材料 157
8.1 金屬基高溫耐磨損材料 158
8.1.1 鐵基高溫耐磨損合金 159
8.1.2 鎳基高溫耐磨損合金 170
8.1.3 鈷基高溫耐磨損合金 174
8.1.4 鋁基和鎂基高溫耐磨損合金 177
8.1.5 金屬間化合物基高溫耐磨損材料 178
8.1.6 新型高熵合金高溫耐磨損材料 181
8.2 金屬陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.1 鐵基-陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.2 鎳基-陶瓷高溫耐磨損材料 184
8.2.3 鋁基/鎂基-陶瓷高溫耐磨損材料 185
8.2.4 金屬間化合物-陶瓷高溫耐磨損材料 186
8.3 陶瓷基高溫耐磨損材料 188
8.3.1 碳化物基高溫耐磨損陶瓷 188
8.3.2 氮化物基高溫耐磨損陶瓷 189
8.3.3 氧化物基高溫耐磨損陶瓷 190
參考文獻 190
第9章 高溫摩擦學測試與分析方法 196
9.1 高溫摩擦試驗機 196
9.1.1 常見的高溫摩擦磨損試樣 196
9.1.2 高溫摩擦運動方式 197
9.1.3 常用高溫摩擦試驗機 198
9.2 高溫摩擦磨損測試表征技術 202
9.2.1 高溫摩擦磨損性能評價 202
9.2.2 材料高溫結構及力學性能 207
9.3 高溫摩擦磨損測量設備及技術展望 208
9.3.1 原位摩擦試驗檢測設備 208
9.3.2 高溫摩擦磨損測量設備及技術展望 209
參考文獻 210
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高溫摩擦學 節選
第1章 緒 論 高溫摩擦學是指在高溫工況下或摩擦表面處于高溫時的摩擦學。高溫摩擦學是一門前沿交叉學科，涉及材料、物理、化學、力學、數學、冶金、機械工程等學科。高溫摩擦學研究對象廣泛，在機械工程領域主要包括兩個方面：①在高溫工況中服役的機械系統；②具有高的摩擦表面溫度的機械系統。高溫摩擦學研究內容包括：高溫環境中材料的摩擦行為，高溫環境中材料的磨損機理，設計制備適用于高溫環境中的潤滑材料和耐磨材料，建立高溫摩擦理論、磨損理論和潤滑理論。高溫摩擦學研究將為苛刻工況下服役的機械系統提供理論指導和技術支撐。高溫摩擦學是工程先導性的學科，是高度交叉融合的前沿研究領域，是尚未成熟和極具活力的摩擦學分支。隨著科學技術的發展，高溫摩擦學理論逐步深化，其應用領域不斷拓展，已經發展成為系統綜合的研究領域。 1.1 高溫摩擦學研究背景 高端裝備制造和尖端工業對高溫潤滑耐磨材料和技術具有重大需求，相關技術通常屬于裝備動力傳動系統的關鍵技術。機械系統的高溫摩擦學性能直接關系到其可靠性、穩定性、能效性和耐久性，是制約許多高端裝備發展的技術瓶頸[1-7]。 “中國制造2025”帶動的高端裝備制造業崛起，為高溫摩擦學迎來新的機遇。服役于工業的各類重大裝備不斷追求強大功能、高效率、高精度，促使裝備系統將多種單元技術高度集成，在實現能量、物質與信息流的傳遞、轉換和演變的過程中，機械表面能量密度急劇增加，導致摩擦系統或摩擦表面溫度顯著升高，例如，軌道交通領域中運輸工具的動力系統、集電裝置和制動裝置，機械加工領域中的切削工具，能源領域中核反應堆的密封裝置和太陽能集電裝置，冶金領域中的金屬成形等。摩擦磨損已成為引起材料損傷并導致機械運動部件失效的重要原因之一，是目前高端裝備發展所面臨的亟須解決的關鍵技術難題之一。因此，高端裝備中的高溫潤滑和耐磨問題是影響機械系統可靠性和壽命的重要因素，甚至會成為決定系統整體功能的關鍵技術。 航空發動機和燃氣輪機“兩機”科技重大專項的實施對高溫摩擦學提出新的挑戰。航空渦輪發動機和燃氣輪機正在向著高流量比、高推重比和高渦輪進口溫度方向發展。目前，在役的燃氣渦輪發動機渦輪前進口溫度已達到1500℃以上，推重比為10的航空發動機設計進口溫度會達到1550～1750℃；美國國防部在“綜合高性能渦輪發動機技術”計劃中提出研制推重比15～20的渦扇發動機的目標，其航空發動機設計進口溫度將達到1800～2100℃。高溫、高速和高載是航空發動機和燃氣輪機為提高推重比和能效性而使摩擦副必須面對的苛刻工況條件。但現有的高溫軸承和潤滑材料難以滿足“兩機”對高溫工況下服役的摩擦學系統的綜合性能要求，高溫潤滑問題已成為“兩機”發展的技術瓶頸，迫切需要發展相適應的高溫潤滑材料和技術。 空間計劃的實施對高溫摩擦學提出新的要求[8，9]。先進的運載工具和飛行器是空間計劃實施的基礎。目前，航天大推力運載火箭中推力矢量系統燃氣伺服機構正迫切需要解決1000℃范圍內的摩擦磨損問題，航天飛機的方向舵軸承和控制裝置表面摩擦密封要求承受800～1000℃的高溫，而其他許多空間機械運動部件也處于高低溫交變、頻繁啟停、高載等苛刻工況下服役，急需解決關鍵的潤滑問題。大量研究表明，相當比例的空間機械部件的故障同潤滑失效有關。潤滑技術是保證空間運載工具和飛行器安全可靠運行的關鍵技術之一，空間潤滑材料與技術同空間計劃的成敗直接相關。 國防武器裝備的發展賦予高溫摩擦學新的使命。高溫摩擦學涉及陸、海、空、天等多種武器裝備，如坦克、火炮、魚雷、導彈、衛星等高溫運動部件中的高溫軸承、氣缸襯套、閥門、滑塊等。我國為應對復雜多變的國際形勢，迫切需要研發新一代的武器裝備，要求高溫潤滑工況更加苛刻、性能更加高端、運行更加可靠。例如，我國正在研制和規劃的諸多新一代武器裝備要求自潤滑材料承載能力更大、有效壽命更長、工作溫域更寬、運行速度更高。 隨著現代工業的發展，越來越多高新技術領域的機械運動、動力部件要求服役于高溫環境中；另外，機械系統的小型化、輕量化、高性能和高效率導致摩擦表面能量密度增加，從而造成摩擦表面溫度顯著升高。毫無疑問，必須運用高溫摩擦學知識來解決這些相關的高溫摩擦磨損問題。由此可見，高端裝備的研制在一定程度上依賴于高溫摩擦學的研究，同時高端裝備的應用也促進了高溫摩擦學的發展。 1.2 高溫摩擦學研究進展 1.2.1 高溫摩擦學理論 高溫摩擦磨損理論以固體摩擦理論為基礎，研究高溫條件下相對運動的接觸表面之間的相互作用。高溫摩擦學問題中往往各種因素錯綜復雜，涉及多學科的交叉耦合，極為苛刻的高溫摩擦環境又使得準確測試評估難度加大，因此高溫摩擦磨損理論發展緩慢，仍然缺乏系統深入的研究。 早期的摩擦理論研究以達 芬奇(Da Vinci)、阿蒙東(Amontons)和庫侖(Coulomb)為代表，從試驗為基礎的經驗研究模式中歸納出經典摩擦公式。20世紀20年代后，現代摩擦理論從機械-分子共同作用的觀點出發較完整地發展了固體摩擦理論，特別是英國的鮑登(Bowden)和泰伯(Tabor)建立了較完整的黏著-犁溝摩擦理論以及蘇聯學者克拉蓋爾斯基(Крагелъский)提出的摩擦二項式定律。高溫磨損理論從20世紀50年代開始得到持續發展。英國的鮑登和泰伯提出了黏著磨損理論，蘇聯的Хрущов和Бабичев發展了磨粒磨損理論，蘇聯以克拉蓋爾斯基為代表創建了疲勞磨損理論，美國的蘇(Suh)建立了剝層磨損理論，蘇聯的卡斯杰茨基(Кост пк й)和德國的弗萊舍爾(Fleischer)發展了能量磨損理論，以及英國的奎恩(Quinn)和斯托特(Stott)建立了氧化磨損理論。這些理論奠定了高溫摩擦磨損理論研究的基礎，解釋了一些摩擦磨損現象，并對材料的高溫摩擦學行為研究起到了重要的指導作用。但與此同時，上述理論也存在局限性：這些理論均是根據一定的實驗檢測結果來建立物理模型，再經過相關理論推導出摩擦和磨損計算公式，然而，影響高溫摩擦和磨損的因素繁多，所建立的公式不可避免地包含一些目前還難以確定的變量，在實際應用中受到很大的局限。 高溫潤滑理論以固體潤滑理論為基礎，主要研究高溫固體潤滑劑的作用機理。盡管固體潤滑理論不像流體潤滑理論那樣成熟，但在固體潤滑理論方面的研究也已經得到重視，特別是對固體潤滑劑作用機理的研究。經過長時間的努力，固體潤滑機理的認知不斷深入，固體潤滑劑的種類不斷擴充，從廣為人知的石墨和錫發展到二硫化鉬等具有弱層間結合力的層狀結構物質以及貴金屬金、銀等能夠發生晶間滑移的軟金屬，再發展到高溫時發生軟化的金屬氟化物和氧化物，特別是近年來發現了一些新穎的無機含氧酸鹽。此外，固體潤滑劑間的協同效應和高溫潤滑方式的研究也日益受到重視。 1.2.2 高溫自潤滑材料 傳統潤滑油的*高使用溫度不超過250℃，聚合物類潤滑材料的極限使用溫度為400℃，更高溫度的機械潤滑只能通過固體潤滑實現，此時可選用的潤滑材料和技術的范圍迅速變窄，高溫固體潤滑應運而生。高溫固體潤滑是指利用固體潤滑粉末、薄膜或復合材料隔開兩個摩擦表面間的直接接觸，降低高溫環境中相對運動時的摩擦和磨損。高溫固體潤滑是在流體潤滑、氣體潤滑和傳統潤滑油脂以及有機潤滑材料無法滿足機械運動部件的高溫潤滑需求情況下，利用具有自潤滑性能的材料來解決和減緩機械運動部件的高溫摩擦磨損問題。 高溫自潤滑材料是以金屬或陶瓷為基體組元，加入潤滑組元和一些輔助組元，按照一定的組成原則，通過一定工藝制備而成的具有一定強度和潤滑性能的復合材料[2，4，10]。它兼有基體組元的機械性能和固體潤滑劑的摩擦學特性，可根據工況要求設計成分，一方面具有較高的強度和硬度，能夠提高接觸摩擦副的耐磨損性能；另一方面又具有潤滑的效果，在摩擦副之間形成固體潤滑膜，減小摩擦副的摩擦系數和穩定摩擦功耗，實現潤滑的目的。鑒于其綜合性能優異，高溫自潤滑材料適宜在各種不同的大氣環境、化學環境、電氣環境、高溫、低溫、高真空、強輻射等特殊工況下工作。 高溫自潤滑材料可分為高溫自潤滑合金、高溫自潤滑復合材料和高溫自潤滑涂層。高溫自潤滑合金主要通過制備過程中原位生成或通過摩擦化學反應來誘導生成具有潤滑性能的化合物來實現自潤滑功能，相關研究集中于軟質金屬氧化物(如氧化錸、氧化鉬、氧化釩等)和硫化物的潤滑性能和原位再生機理。高溫自潤滑涂層*具代表性的工作為美國國家航空航天局(NASA)研制的PS系列涂層以及美國空軍研究實驗室(AFRL)研制的自適應性系列涂層[3，11-17]。NASA從*初的PS100系列涂層發展到PS300系列涂層，又在PS304的基礎上開發了*新的第四代自潤滑涂層PS400，它具有更好的尺寸穩定性和高溫自潤滑性[11-14]。AFRL*先研制了氧化物基(主要為YSZ及Al2O3)自適應性涂層，隨后氮化物基自適應性涂層也相繼被報道，如Mo2N-MoS2-Ag、VN-Ag、NbN-Ag及TaN-Ag涂層，自適應性高溫潤滑涂層表現出良好的寬溫域潤滑性能[3，15-17]。其他的高溫自潤滑涂層也被開發，如Ni-hBN高溫自潤滑涂層、NiMoAl-Ag高溫自潤滑涂層、Ni3Al基高溫自潤滑涂層等[18-20]。高溫自潤滑復合材料的研究也得到突破。早期，NASA提出了使用復合潤滑劑的理念，研制了PM212高溫自潤滑復合材料，實現了室溫到900℃的連續潤滑[21]；此后，PM300高溫自潤滑復合材料被開發[22]。日本開展了氧化鋯基高溫自潤滑復合材料的工作，研究了其室溫到800℃的摩擦磨損性能[23]。近年來，中國科學院蘭州化學物理研究所開展了室溫到1000℃的高溫自潤滑復合材料的研究工作，一系列的鎳基高溫自潤滑復合材料、金屬間化合物基高溫自潤滑復合材料和陶瓷基高溫自潤滑復合材料得到開發[24-29]。國內其他高校，如哈爾濱工業大學、西安交通大學、南京理工大學、武漢理工大學等也進行了高溫自潤滑復合材料的相關研究，取得了一些較好的研究結果[30-33]。 總體而言，近年來高溫自潤滑材料的研究取得了一定的進展，高溫自潤滑材料的種類不斷更新，性能不斷提高。然而，目前開發的高溫自潤滑材料的綜合性能難以達到苛刻工況的要求；另外，國內相關高溫自潤滑材料的應用研究積累較薄弱，與國外相比尚存在一定差距。 1.2.3 高溫耐磨損材料 材料的高溫耐磨損性能是高溫機械摩擦副設計的重要指標之一。目前，成熟應用的高溫耐磨損材料主要包括鐵基、鎳基和鈷基系列高溫合金。其中，鐵基合金高溫下磨損表面容易形成一層疏松易剝落的氧化層，因此其高溫耐磨損性能較差，使役溫度較低。另外，鐵基合金多用于機械設備表面防護、模具制造以及動傳輸系統和水壓循環系統的管道、閥門、葉片等領域，其應用環境多面臨氣體或流體顆粒的沖蝕磨損，因此現有的關于鐵基合金高溫磨損性能的研究主要集中在耐沖蝕和高溫磨粒磨損性能兩個方面。而鎳基和鈷基合金高溫抗氧化性能優異，高溫條件下磨損表面易形成一層釉質保護層，因此，高溫耐磨損性能優異。其中Inconel系列鎳基合金、Incoloy系列鎳基合金和Stellite系列鈷基合金被廣泛地應用于航空航天、核能和化工領域，相應的高溫耐磨損性能已經得到廣泛研究。此外，研究者在此基礎上還開發了諸多的鎳基和鈷基防護涂層，如NiCrBSi系列涂層、NiCr-Cr3C2系列涂層、Stellite 6和Stellite 21合金堆焊涂層等。 材料輕質化是實現裝備輕量化和高性能的關鍵要素之一，而發展新型高溫耐磨損輕質材料是世界各國材料研究計劃的重要內容。一方面，改善現有材料體系的耐磨損性能。在現有的高溫鋁基(Al-Si、Al-Fe-V-Si和Al-Cu)和鎂鋁基合金(AZ91D合金)中添加硬質顆粒相(如TiB2、SiC)來提高其耐磨損性能。另一方面，探索新的耐磨損材料體系，例如，金屬間化合物由于其優異的輕質、耐高溫、抗氧化、耐磨損等特性，成為新一代輕質
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