第十五届全国表面工程青年学术会议

摘要：在高载荷下实现宏观超润滑仍然面临挑战，这主要是由于液相承载能力不足和摩擦界面不稳定。在此基础上，我们提出了一种基于壁面滑移的润滑新范式，该范式将原位钝化的异质界面与三元醇润滑剂相结合，实现了超低摩擦（μ ≈ 0.006）和磨损。通过对304不锈钢进行电化学渗硼处理，结合Si₃N₄陶瓷球通过摩擦化学反应构建了一个异质界面，该界面由极性的SiO₂表面和非极性的-CxHy钝化层组成。实验表明，三元醇的摩擦系数相较于单元醇和二元醇低了一个数量级。分子动力学模拟证明，三元醇致密的氢键网络形成了具有卓越承载能力的类固体薄膜，而其动态氢键稳定性和多向连通性则促进了润滑剂/钝化层界面的壁面滑移，从而最大限度地减少了剪切耗散。这种强内聚力与界面滑移的协同效应类似于二维材料的超润滑性，但却能在通用工程合金的高接触压力下运作。这项工作确立了一种可扩展的策略，即将表面渗硼技术与工业兼容的合适润滑剂相结合，从而将分子设计应用于轴承、齿轮等机械中的宏观减摩抗磨。
 

超润滑；异质界面；壁面滑移；原位钝化膜