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异质二维材料复合物在宏观工程基材上超润滑的实现

二维纳米材料，异质复合，宏观摩擦性能，结构超滑，工程基材

“结构超滑”是近代摩擦学提出的一个重要的概念，其在工程尺度上的实现将对节能降耗、环境保护具有重要意义。然而，结构超滑目前仅能够在纳米尺度以及微米尺度实现。本文，提出了并阐释了一种获得宏观超滑的新原理，即将无数“微/纳尺度非公度接触超滑态”组合扩大获得“宏观尺度超滑态”。利用工程基材表面本身存在的微纳凹凸体或者激光织构的微凸体，实现将宏观接触面分解为微纳接触点的作用，然后在每个微观接触点处，通过二维离子/共价异质复配、预磨合自定序等特殊设计来控制每个接触点位置定序状态、界面间化学相互作用、非公度性，满足结构超滑实现的基本条件。最后, 在工程粗糙的钢-钢接触摩擦副上，实现了长效稳定的超润性能（超低的摩擦系数: 0.006，超长抗磨寿命：1.0×10⁶转。以上提出的原理对于异质复合材料体系以及载荷范围均具有良好的适用性。本研究从结构超滑的理论基础出发，实现了微纳米尺度结构超滑向宏观尺度实验获得的跨越转化，将对结构超滑新概念工程化具有重要价值。