《納米級薄膜潤滑的物理化學特性測量原理及儀器研製》是依託清華大學，由雒建斌擔任項目負責人的專項基金項目。
基本介紹
- 中文名：納米級薄膜潤滑的物理化學特性測量原理及儀器研製
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：雒建斌
- 項目類別：專項基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
薄膜潤滑理論的提出，填補了彈流潤滑和邊界潤滑之間的空白，但其存在以下問題有待研究：1. 有序液體模型至今仍缺乏直接有力的實驗驗證；2. 在高速（＞20m/s）重載（～3GPa）下薄膜潤滑的成膜與失效測量至今沒有解決。其在精密儀器、微納製造、航空航天領域（如高速軸承的潤滑與失效）有非常重要的套用價值。目前，國內外尚沒有實現薄膜潤滑的膜厚、摩擦力、分子趨向性和潤滑膜失效同時檢測的手段。本項目擬將相對光強幹涉技術和雷射偏振拉曼散射技術相結合，實現對膜厚和分子趨向的實時測量，同時通過柔性密封技術、高精控制技術、浮動技術等研究，實現高速重載下接觸區納米級膜厚、摩擦力的實時測量。該研究成果對完善潤滑理論體系，揭示納米級潤滑膜的物理化學特性及其互動作用，解決火箭和高速戰機的軸承失效問題有很大作用。另外，其在納米製造和超精密測量等領域也有重要套用價值。
結題摘要
本項目針對納米級潤滑膜物理化學特性的實時測量技術展開研究，揭示潤滑分子微觀特性與潤滑特性之間的關係。項目成功搭建了潤滑膜理化特性綜合測量系統，實現了高速（100 m/s）點接觸摩擦條件下的載荷、摩擦力、油膜厚度等參數的測量，實現了低速點接觸潤滑區動態潤滑膜的線上拉曼光譜測量，可以測量不同工況下的納米級厚度潤滑薄膜的分子結構、取向、分布等參數；利用該儀器研究了液晶潤滑分子在接觸區的取向及其與摩擦係數之間的關係。實驗中發現，液晶分子在剪下作用下趨於沿速度方向排列，並且摩擦係數隨取向程度增加而降低。實驗獲得了接觸區內潤滑分子的動態分布，研究了分子極性對添加劑和基礎油在接觸區內分布的影響。研究了動態表面增強拉曼散射（SERS）技術，提高拉曼光譜的採集效率，分析了納米銀顆粒的粒徑、形狀對拉曼增強效果的影響規律。研究了高速下基礎油摩擦係數隨粘度，速度，載荷的變化規律。高速下影響摩擦係數的主要因素是熱效應及摩擦副表面粗糙度。當速度達到一定值時，潤滑狀態由彈性變粘度轉換為剛性等粘度。 研究成果對完善潤滑理論體系，揭示納米級潤滑膜的物理化學特性及其互動作用，對解決火箭和高速戰機的軸承失效問題有很大作用。另外，其在納米製造和超精密測量等領域也有重要套用價值。 該項目在研究期間，當選中國科學院院士1人，獲美國摩擦學學會最高榮譽獎2013年STLE International Award（每年在全球只獎勵1-2人）1人，IFToMM服務獎1項，中國摩擦學學會最高成就獎1人；培養全國優秀博士論文獲得者1人，獲上銀全國優秀機械博士論文佳作獎1人，清華大學學術新秀1人，清華大學研究生特等獎學金1人；在國際會議做Plenary和Keynote報告6次，出版專著1部，參編2部，發表SCI收錄論文6篇；申請發明專利11件，獲授權4件。
