1。1  摩擦学的概述

摩擦学的性能不是材料自身具有的，这个与其他的力学性能最大的不同之处，是在摩擦学系统运行中体现出来，对材料在运行过程中所处的条件有强烈的依赖[4]，摩擦学系统运行中的众多因素都会对其摩擦学性能产生影响，这些因素包括环境问题，接触区的形貌，运行时状况等等，摩擦学的研究对于改善机械设备的使用寿命，只有产品质量有保障，运行安全的问题才能解决。研究摩擦学就需要我们了解摩擦过程中可能的物理化学现象，主要有摩擦氧化反应，摩擦选择转移，摩擦釉化，摩擦熔融，高温扩散析出润滑，摩擦自适应等。

1。1。1  摩擦氧化反应

金属表面在摩擦接触中发生加速氧化的行为称为摩擦氧化。金属表面因加速氧化过程而受到拉伸压缩的应力作用，晶格畸变和塑性变形使磨痕表面活化，更容易与周围环境的介质发生反应，尤其是氧化反应，其次氧化层磨损会失去保护作用。摩擦条件（温度，压力，速度）和周围环境决定了其速率。本课题主要讨论温度。

1。1。2  摩擦选择性转移

高温下，由于表层材料的抗剪切强度低，比基体的抗剪切强度低到一定临界值（达到粘着点的剪切要求），软质氧化物向配副表面迁移形成氧化润滑膜，硬质氧化物形成磨屑被挤出。

1。1。3  摩擦釉化

摩擦在高温进行时，由于热-机械的共同作用形成釉质层，是氧化膜的生成和磨损彼此竞争的结果，摩擦热、塑性变形、再结晶、转移和化学变化是产生釉层出现的重要因素。

1。1。4  高温扩散析出润滑

高温下贵金属（如金、银），由于扩散系数和转移率较高，剪切强度低，可降低硬质外貌的摩擦系数。贵金属转移到表面，及时补充基体的润滑。这一机理在美国Voevodin等[5-6]研究的以纳米晶存在的银从复合涂层中析出的润滑中就有体现。银在400℃下有效果，过高于此温度，会从材料上涂掉或者发生不连续银的岛状堆积。

1。1。5  摩擦自适应

摩擦和润滑剂与环境的彼此作用形成润滑转移膜激发了自适应行为 [7]。工作环境和温度存在差异时，润滑转移膜有不同的合适的化学成分。确保恰当的润滑剂补充在摩擦界面。

这些摩擦学及摩擦机理的研究和了解对采取合适的润滑剂和润滑层的制备至关重要。

1。2  固体润滑剂概述

通常摩擦学在机械科学中，不仅仅指引起损耗的摩擦，还有导致零件材料表面损伤的磨损，除此之外，还包括可以降低摩擦系数，减少磨损的润滑。了解不同操作环境和条件下的摩擦磨损情况，进而研究相关的可减少摩擦磨损的润滑剂，改善摩擦磨损性能，避免机械零件的寿命过短，节约能源节省原材料。从流体润滑和非流体润滑两大类考虑改善摩擦,接触面间的润滑介质，摩擦副的表面材料以及表面的结构形貌等都是重要因素。简言之，流体润滑是动压效应。非流体润滑是干摩擦状态和固体润滑状态的干态下的摩擦状态的相辅相成。在实际的应用中，有些干摩擦情况，如刹车制动装置、铁轨与列车车轮以及精密仪器等等，流体润滑不再适用，会产生许多负面效果。但是，恶劣的工况，甚至是极端苛刻的环境下，磨损严重，零件寿命短暂，给生活生产带来诸多不便，固体润滑就是针对类似状况来改善摩擦磨损性能。不同的固体润滑剂有着不同的润滑机理，下面详细介绍其中几种。论文网

1。2。1  层状固体润滑剂

具有层状结构晶体，如MoS2，石墨，BN等[8]，层状结构使润滑剂具有良好的滑移性，在发生相对运动时，受到的摩擦阻力较小。一般在低温下才有效，例如石墨在温度高于450 ℃时，水和其他气体的解吸，导致石墨难以发挥作用，因为石墨在有水和碳氢化合物的环境下才能有效发挥润滑效果[9]。MoS2等一些硫化物，在大气高温下氧化，低于500℃使用，化学性能和结构的退化使其受限定。所以传统的层状固体润滑剂高温下润滑作用失效。