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刘维民:重视研究“摩擦” 促进经济发展

来源:中国科学报 日期: 2017年08月09日

 

      

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刘维民

中国科学院院士

工业领域应用摩擦学知识,可节约潜力估计为GDP的1.55%。

摩擦无处不在,我们的一举一动、一颦一笑都产生摩擦。它消耗了1/3以上的世界一次性能源,所有装备运动部件都涉及摩擦、磨损和润滑,磨损或润滑不良导致了约60%的机械动力设备运行故障或失效。中国工程院咨询报告《摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究》指出:我国工业领域应用摩擦学知识,可节约潜力估计为GDP的1.55%。

摩擦学是研究相对运动相互作用表面间的摩擦、润滑和磨损及三者间相互关系的基础理论和技术。实现对摩擦的调控及可靠的润滑对节约能源十分关键。润滑材料是所有运动动力系统高效可靠运行的最重要保障,广泛应用于高端装备、新能源、交通运输等行业领域。高性能的固体润滑材料、高端合成润滑油脂一直是发达国家的研究重点,研究成果广泛应用在航空、船舶、核工业等领域。

加强摩擦学的研究和开发,将为装备制造、航天航空、船舶、矿山冶金、生命与健康等相关产业以及能源清洁生产和高效使用、减少温室气体排放等领域提供可靠的润滑解决方案,有效促进经济和社会发展。

为此,我们建议应强化以下研究和应用开发:一是从原子、分子层次上认识摩擦的本质及润滑的作用机制,通过物理化学等技术手段实现对摩擦的有效调控,提出降低摩擦和磨损的更有效方法。二是需要深刻认识苛刻环境条件下润滑抗磨材料的组分、结构与性能在使役过程中的演变规律,发展极端环境工况下润滑抗磨的新原理及摩擦磨损控制方法,以满足高技术装备的性能和长寿命高可靠运行的需求。三是利用层状材料如碳薄膜、石墨烯以及软物质材料如生物大分子、水凝胶等探索获得超低摩擦的原理和方法,发展适合工程化的材料技术。该领域的突破极有可能大大减少设备的磨损和提高能源利用效率。四是发展绿色润滑材料,发展节能明显、环境友好的生物基润滑油脂及其添加剂、离子液体等材料技术,形成独立自主的润滑材料分析检测技术。五是重视对润滑及摩擦学知识的传播及相关研究技术人才的培养。六是加大研发投入,重视对核心润滑抗磨技术及高端产品的开发,尽快实现高端润滑油脂及先进固体润滑材料的规模化生产应用。


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