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研究小组最新工作发表在《Advanced Science》
发布时间:2022-03-11

      摩擦和磨损引起的能量损失和材料损耗不仅环境产生负面影响,同时对工业装备的安全可靠运行造成严重障碍。提高摩擦副的润滑特性以提高运动机械部件的运行效率和耐久性,对古代技术和现代科学及工程来说,是一项持久的挑战。随着材料科学的发展,更多更先进的技术正在被引入润滑与防护领域。具有鲁棒性的超润滑特性(Robust superlubricity,RSL)材料,由于同时具有超低摩擦系数和磨损率,在表面防护领域展现出巨大潜力。尽管如此,构建长时间、大尺度且具有导电特性的RSL材料仍然极具挑战。


      本工作报道了NbB2薄膜成功实现了超滑材料在尺度(毫米范围)和时间(小时以上)上的突破,获得了同时具有超低摩擦(< 0.01)、超低磨损(≈ 10-17 m3N-1m-1)特征以及良好导电能力(电阻率 ≈ 10-6 Ωm)的独特RSL现象。我们发现高湿度环境下水化NbB2表面摩擦驱动化学反应所产生的亲水带电摩擦产物游离及固定于摩擦界面间,诱导形成界面及水合层之间的双电层斥力作用,释放界面间摩擦液的弱剪切特性,从而实现NbB2薄膜超低摩擦状态。而NbB2固有的强键合特性以及在恒压剪切状态下(摩擦)呈现独特的压至增强现象是该薄膜展在RSL状态下获得超低磨损的关键微观机制。这项工作为进一步探索和开发能够在免维护和环境友好条件下运行且额外具有金属性的RSL材料奠定了坚实的基础。


      该工作于2022年3月10日发表于《Advanced Science》,题为“Macroscale Robust Superlubricity on Metallic NbB2”。



相关文章:Jia Wang#, Chang Liu#, Kaifei Miao, Kan Zhang,* Weitao Zheng, Changfeng Chen, Macroscale Robust Superlubricity on Metallic NbB2, Adv. Sci. 2022, 2103815


文章链接:https://doi.org/10.1002/advs.202103815


AdvancedScienceNews报道了上述工作:吉林大学郑伟涛、张侃团队AS:金属性NbB2的宏观稳健超润滑现象