摩擦消耗了世界一次能源的1/3左右，磨损造成了约60%的设备损坏或故障，机械系统的高精度、高可靠和长寿命服役性能受限于材料的摩擦磨损。《科技日报》报道的35项“卡脖子”技术中的液压“心脏”——高压柱塞泵(35 MPa)、柴油发动机“心脏”——高压共轨等的高可靠、长寿命皆受制于运动部件的摩擦磨损，因此，工业“四基”8个领域强调发展低摩擦技术。低摩擦技术已成为工业制造技术发展的重大共性技术需求。合理使用润滑材料与技术是减少摩擦、降低磨损、实现节能降耗、保障装备可靠运行的有效手段之一。本书是著者团队多年来多项国家项目、省部级项目成果的结晶与升华，部分成果获得国家技术发明二等奖、国家技术步二等奖等荣誉。
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内容提要
“先进化工材料关键技术丛书”（第二批）编委会
作者简介
丛书（第二批）序言
前言
第一章 绪论
第一节 摩擦学
一、摩擦、磨损与润滑
二、润滑的科学意义
第二节 碳基润滑材料性能表征
一、碳基润滑材料概述
二、碳基润滑材料结构表征
三、碳基润滑材料力学性能表征
四、碳基润滑材料摩擦学表征
第三节 小结与展望
参考文献
第二章 富勒烯碳润滑材料
第一节 富勒烯碳及类富勒烯碳制备方法
一、富勒烯碳制备方法
二、类富勒烯碳薄膜制备方法
第二节 富勒烯碳和类富勒烯碳形成机制
一、富勒烯碳形成机制
二、类富勒烯碳形成机制
第三节 富勒烯碳摩擦性能
一、富勒烯碳在固-液界面摩擦性能
二、富勒烯碳固体润滑性能
第四节 类富勒烯碳薄膜微观摩擦学性能
第五节 类富勒烯碳薄膜机械性能和结构稳定性
一、类富勒烯碳薄膜机械性能：低应力
二、类富勒烯碳薄膜机械性能：超弹性
三、类富勒烯碳薄膜结构稳定性
第六节 类富勒烯碳薄膜大气环境中超滑性能
一、类富勒烯碳薄膜大气环境中摩擦性能分析
二、不同摩擦对偶下类富勒烯碳薄膜磨损行为分析
三、不同环境湿度下类富勒烯碳薄膜磨损行为分析
四、类富勒烯碳薄膜摩擦界面研究：原位形成洋葱碳
第七节 小结与展望
参考文献
第三章 碳纳米管润滑材料
第一节 碳纳米管的制备与表征
一、碳纳米管结构与制备
二、碳纳米管Raman特征谱
三、碳纳米管纳米力学性能
第二节 电化学沉积制备MWNTs-DLC复合薄膜及其机械性能
一、电化学沉积MWNTs-DLC薄膜制备方法
二、MWNTs-DLC复合薄膜TEM表征
三、MWNTs-DLC复合薄膜Raman表征
四、MWNTs-DLC复合薄膜XPS表征
五、MWNTs-DLC复合薄膜FTIR表征
六、MWNTs-DLC复合薄膜机械性能研究
第三节 碳纳米管润滑机制
一、碳纳米管在表面的低黏合力
二、碳纳米管层间低摩擦
三、碳纳米管滚动和滑动下低摩擦
四、碳纳米管排列方式对摩擦的作用
五、碳卷曲结构对降低摩擦的作用
第四节 擦涂法制备碳纳米管薄膜的低摩擦性能
一、碳纳米管在不同配副和载荷下低摩擦行为
二、碳纳米管降低钢表面磨损
三、碳纳米管摩擦后形貌特征
第五节 碳纳米管／复合物润滑材料
一、碳纳米管／金属复合润滑材料
二、碳纳米管／陶瓷复合润滑材料
三、碳纳米管／聚合物复合润滑材料
第六节 碳纳米管润滑油／脂添加剂
一、碳纳米管在基础油中的低摩擦作用
二、碳纳米管改性对低摩擦的作用
三、碳纳米管在离子液体中的低摩擦作用
参考文献
第四章 金刚石润滑材料
第一节 金刚石的制备
一、金刚石颗粒的制备
二、聚晶金刚石的制备
三、金刚石薄膜的制备
第二节 金刚石复合润滑材料
一、金刚石／金属复合润滑材料
二、金刚石／陶瓷复合润滑材料
三、金刚石／聚合物复合润滑材料
四、金刚石-润滑油／脂复合润滑材料
第三节 含金刚石碳薄膜的制备与润滑行为
一、类富勒烯碳薄膜中引入纳米金刚石结构
二、含金刚石碳薄膜的化学气相沉积制备
三、含金刚石碳薄膜的润滑行为
四、含金刚石碳薄膜的润滑机制
第四节 金刚石的摩擦学行为
一、金刚石宏观摩擦行为
二、金刚石微观摩擦行为
三、金刚石的润滑机制
第五节 金刚石润滑材料的应用
一、切削刀具润滑薄膜
二、拉拔模具润滑薄膜
参考文献
第五章 石墨烯润滑材料
第一节 石墨烯的结构和制备
一、石墨烯的结构
二、石墨烯的制备
第二节 石墨烯的性质和应用
一、石墨烯的性质
二、石墨烯的应用
第三节 石墨烯润滑材料
一、石墨烯薄膜的制备方法
二、石墨烯薄膜的宏观摩擦学性能研究
三、氧化石墨烯薄膜的宏观摩擦学性能研究
第四节 面向MEMS/NEMS器件的电化学沉积石墨烯薄膜
一、制备与结构表征
二、力学与摩擦学
三、不同退火温度下氧化石墨烯薄膜的摩擦学性能研究
四、结论
第五节 氧化石墨烯基组装薄膜的摩擦学
一、薄膜的结构设计
二、薄膜结构对摩擦学性能的影响
三、工况条件对摩擦学性能的影响
参考文献
第六章 橡胶软表面硬质碳基薄膜润滑材料
第一节 橡胶表面碳薄膜概述
一、橡胶基底前处理及典型的沉积技术
二、表面形貌及特征
三、橡胶／薄膜灵活性和结合强度
四、橡胶表面碳薄膜摩擦学性能
第二节 等离子体预处理对橡胶表面碳薄膜结合力和摩擦学性能影响
一、空气等离子体预处理改善橡胶表面碳薄膜结合强度和耐磨性
二、不同等离子体预处理对橡胶表面碳薄膜结合力和摩擦学性能影响
三、氩等离子体预处理时间改善膜基结合力和摩擦学性能
四、氩等离子体预处理偏压对薄膜结合力和摩擦学性能影响
第三节 中间层对橡胶表面碳薄膜结合力和摩擦学性能影响
一、有／无Si中间层对橡胶表面薄膜微结构及性能影响
二、Si中间层厚度对薄膜微结构及摩擦学性能影响
第四节 橡胶表面碳薄膜结构性能优化设计及调控
一、硅元素掺杂量对丁腈橡胶表面碳薄膜微结构和性能影响
二、氢含量对丁腈橡胶表面碳薄膜结构和性能影响
第五节 碳薄膜改性丁腈橡胶密封实件台架及整机考核验证
一、碳薄膜改性密封实件机械性能测试
二、碳薄膜改性后密封圈质密性测试
三、油箱蓄压器组件液压强度测试
四、油箱蓄压器组件气密性试验
五、油箱蓄压器组件台架磨合试验
六、碳薄膜改性密封实件整机寿命及可靠性试验验证
参考文献
第七章 非晶碳薄膜强韧润滑调控与应用
第一节 非金属元素掺杂非晶碳薄膜
一、硅元素掺杂
二、氮元素掺杂
三、其他非金属元素掺杂
第二节 金属元素掺杂非晶碳薄膜
一、强碳金属元素掺杂
二、弱碳金属元素掺杂
第三节 多元素共掺杂非晶碳薄膜
一、强碳／弱碳金属元素共掺杂
二、其他多元素共掺杂
第四节 纳米复合结构非晶碳薄膜
一、金属碳化物纳米复合结构
二、纳米碳复合结构
三、自适应纳米复合结构
第五节 功能梯度结构非晶碳薄膜
一、钢表面功能梯度结构设计
二、轻质合金表面梯度结构设计
第六节 多层结构非晶碳薄膜
一、微米／亚微米多层结构
二、纳米／超晶格多层结构
第七节 非晶碳薄膜多尺度耦合应用
一、表面织构与微／纳织构非晶碳薄膜
二、仿生微／纳织构非晶碳薄膜
第八节 非晶碳薄膜的工业应用
一、刀模具领域应用
二、轴承领域应用
三、其他领域应用
四、展望
参考文献
第八章 发动机低摩擦固体润滑碳薄膜关键技术及应用
第一节 技术应用背景
一、摩擦磨损对发动机的影响
二、发动机摩擦磨损的研究思路
第二节 低摩擦类富勒烯碳薄膜可控制备
一、偏压的影响
二、气氛的影响
三、退火温度的影响
第三节 低摩擦碳薄膜高结合力设计
一、单层金属过渡层设计
二、多层梯度过渡层设计
第四节 工艺装备一体化集成
一、轴承钢表面的低温沉积
二、具高功率脉冲离子源的磁控溅射装置
三、阳极场辅磁控溅射镀膜装置
四、励磁调制阳极辅助磁控溅射离子镀膜系统
第五节 低摩擦碳薄膜应用案例
一、低摩擦碳薄膜的批量装备及性能
二、台架试验验证
三、技术展望
参考文献
索引
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