微纳尺度固体超滑研究进展

孙军辉1,2，张鑫1，张金璐1，葛蒲宇1，程子文1，蒲吉斌3，鲁志斌2，钱林茂1(1.西南交通大学机械工程学院;2.中国科学院兰州化学物理研究所;3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所)

摘要: 超润滑，指摩擦阻力极低的状态，是润滑技术发展追求的终极目标. 超滑能够大幅度减小甚至消除滑动界面的摩擦磨损、抑制摩擦能量耗散，有效延长运动部件的可靠性和服役寿命，具有重要的基础研究和工程应用价值.鉴于微纳尺度固体超滑是实现宏观工程超滑的基础，是可能解决现代制造业超精密、微型化发展面临严重摩擦磨损瓶颈问题的有效途径，因此有必要对学术界目前实现微纳尺度固体超滑的原理和典型方法进行探讨，深化认识固体超滑的实现策略，提高摩擦学研究服务现代文明的支撑能力. 从早期的生活生产经验总结，到近代的机械啮合理论、黏着学说乃至当代原子分子水平摩擦理论，人们对摩擦和润滑的认识不断提高，但都不曾回避“摩擦总是伴随着动能/机械能消耗”的观点，即摩擦是界面滑动发生能量耗散的力学体现，滑动势垒的存在是滑动产生摩擦阻力的本征原因. 因此，本文中将围绕如何降低滑动势垒、减小摩擦耗散的思辨理念，介绍当前固体超滑研究的发展和现状，着重探讨实现微纳尺度超滑的一般策略，简要综述学术界目前典型固体超润滑的原理和方法等. 首先，介绍了结构超滑的提出、发展及其应用；其次，探讨了连续滑动超低摩擦行为的基础原理及应用等；此外，阐述了近年来提出的压力诱导超滑的理念，着重从现象发现、基本原理、试验观测方法及其可能的基础和应用价值等方面，介绍了压力诱导超滑的研究进展. 最后，从基础研究和应用技术开发方面提出了超滑研究可能需要加强的几方面内容.以期通过当前综述，丰富学术界对超润滑的基本问题、科学意义及其应用价值的认识，阐明固体超滑的微观机理、实现策略，指出固体超滑面临的挑战及发展方向，助力固体超润滑从基础研究向工程应用迈进.

关键词: 超润滑; 超低摩擦; 结构超滑; 连续滑动; 压力诱导超滑