Friction丨

纳米材料作为润滑添加剂的研究进展

原文链接 10.1007/s40544-023-0808-9

研究背景

全球23%的能量损失源于摩擦学接触，其中大部分用于克服摩擦。机械零部件的摩擦磨损是导致机械设备能效损失和故障的主要原因，同时也对环境和经济造成了严重影响。纳米微粒凭借其较大的比表面积、高表面活性等特性在润滑领域发挥着重要作用。本文基于近年来摩擦学领域的相关研究，全面总结了纳米微粒作为润滑添加剂的研究进展，分析了其抗磨减摩效果和作用机理，对其当前应用和未来发展具有重要意义。

研究思路 

本文首先对纳米添加剂进行了详细分类，并从物相组成入手探讨了不同种类纳米添加剂的特性、优势及弱点。随后对纳米微粒在润滑剂中的分散原理和方法、形貌与粒径对纳米微粒摩擦学性能的影响以及纳米添加剂的润滑机理等关键问题进行了深入阐述。此外，针对目前日趋严苛的润滑环境，介绍了适应极端工况的纳米添加剂和工业用润滑剂的现状和发展趋势，可望为解决特殊工业应用领域的润滑问题提供借鉴。最后，讨论了润滑油纳米添加剂研究中仍存在的问题和未来发展趋势。 

主要贡献

全面总结分析了纳米润滑添加剂研究领域的最新进展。围绕纳米添加剂的类型、分散性、形貌对性能的影响、润滑机理以及优势和苛刻工况下的应用等进行了系统的阐述。对适用于不同服役环境的纳米添加剂进行了综合概括，为润滑添加剂的研究与发展提供了重要参考。 

潜在应用

本文可望为高性能纳米添加剂的设计开发与应用提供参考，为应对日益严苛的润滑服役工况提供新的思路和对策，并促进纳米润滑添加剂的工程应用。

课题组介绍

华北水利水电大学特种摩擦与润滑材料研究所的主要研究方向包括新型节能纳米润滑材料和有机-无机纳米杂化耐磨防腐涂料的应用基础和应用研究。通过对纳米微粒的设计以及表面化学结构的调控，致力于研制高性能润滑油用纳米润滑添加剂，并深入研究在极端工况下纳米功能组分、结构与性能的演变规律和服役机制，为企业提供新型纳米润滑材料与技术。与此同时，研究所立足于有机-无机纳米杂化技术，聚焦新型耐磨防腐涂料的研发；深入研究涂料微观结构与涂层防腐耐磨性能之间的构效关系，以建立面向应用的有机-无机纳米杂化涂料的设计规范和制备工艺。 

作者简介

蒋正权 1990年生，博士，硕士生导师，中国机械工程学会高级会员，现任华北水利水电大学特种摩擦与润滑材料研究所所长、创新创业就业服务中心主任，河南大学兼职硕士生导师。主要从事特种摩擦与润滑材料方面的研究工作。目前主持国家自然科学基金1项，河南省科技攻关项目1项、郑州市科技协同创新专项1项，企业委托横向课题6项。部分研究成果发表于Tribology International、Friction、Industrial & Engineering Chemistry Research、Tribology Letters、机械工程学报等国内外知名专业期刊；已授权国家发明专利3项；荣获河南省科学技术进步奖一等奖（技术发明类）、河南省教育厅科技成果奖一等奖（技术发明类）。现任Tribology International、Langmuir、Chinese Journal of Mechanical Engineering、Composite Structures、Journal of Materials Engineering and Performance等SCI期刊审稿人，并获Tribology International杰出审稿人荣誉称号；2024年入选Friction青年编委。

孙砚昆，2018年毕业于安阳工学院并获得工学学士学位，之后加盟华北水利水电大学特种摩擦与润滑材料研究所，师从所长蒋正权博士和杨中正教授攻读工学硕士学位，主要研究方向为纳米添加剂的制备、应用及润滑机理研究。

余来贵，博士，教授，博士生导师。2007年7月加入河南大学纳米材料工程研究中心。曾主持和参与多项国家自然科学基金面上项目及省部级项目，在国内外相关学术刊物发表研究论文150余篇，获得省部级科技进步奖3项；目前主要从事摩擦学及材料化学研究。