宏觀液體超滑體系研究取得新進展

中國科學院蘭州化學物理研究所先進潤滑與防護材料研究發(fā)展中心馮大鵬研究員團隊從液體超滑的本質(zhì)因素出發(fā)，利用質(zhì)子型離子液體在多元醇水溶液體系中的水合離子化作用以及羥基化氮化硼納米片(HO-BNNs)表面拋光、自修復作用，首次實現(xiàn)了高應用載荷(>196 N)、高轉(zhuǎn)速(>0.557 m/s)、點對點接觸形式下鋼/鋼界面間的宏觀液體超滑，摩擦因數(shù)低至0.004。該超滑體系具有優(yōu)異的耐腐蝕性，可拓展至其他多元醇水溶液體系。

研究人員通過階段性實驗揭示了超滑行為實現(xiàn)過程中潤滑狀態(tài)的演變趨勢，即從邊界潤滑到混合潤滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)變。通過對摩擦試驗后摩擦膜、磨屑表面形貌和特征元素的組成進行分析，在理論計算超滑體系中金屬基底、陰陽離子、水、乙二醇和HO-BNNs等不同分子間相互作用的基礎(chǔ)上，揭示了其宏觀超滑機制，即基于離子液體的強吸附作用，在金屬摩擦副基底形成了穩(wěn)定的吸附層，跑和期分散了摩擦副之間的接觸應力，從而實現(xiàn)了超滑。

該研究工作開發(fā)的水基宏觀超滑體系具有綠色環(huán)保、性能優(yōu)異、降低能耗的優(yōu)勢，有望將其作為金屬切削潤滑液應用于金屬加工制造領(lǐng)域，并為超滑體系的開發(fā)和工業(yè)化應用提供新的思路。