超润滑是近代摩擦学研究的重要前沿发现，可以实现近零的摩擦能量消耗，有望带来工业文明的变革性进步。本书在描述超润滑技术优势、固体超润滑概念与内涵、固体超润滑发展历程的基础上，介绍了二维层状、球状/卷状分子结构、非晶碳薄膜、过渡金属硫属化合物薄膜固体超润滑材料，以及仿生、自组装、3D打印、含油等新型固体超润滑材料和机理方面的研究进展，并展望了固体超润滑材料在机械装备、生物医药、防冰、微机电、信息存储等领域的应用价值与潜力。

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国家科技创新2030重大项目-两机重大专项基础研究宽温域长寿命润滑涂层技术，负责人

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 摩擦学和润滑研究的主要内容和意义 2
1.1.1 摩擦学和润滑研究的主要内容 2
1.1.2 摩擦学和润滑研究的意义 4
1.2 润滑技术发展简史 5
1.2.1 润滑油脂 5
1.2.2 固体润滑材料 7
1.2.3 润滑和超润滑技术的发展趋势 8
1.3 超润滑技术研究 13
参考文献 15
第2章 固体超润滑及其材料概述 17
2.1 固体超润滑的概念与内涵 17
2.2 固体超润滑的发展历程 18
2.2.1 结构超润滑理论的提出及其验证 19
2.2.2 固体超润滑的实现 26
2.3 固体超润滑的主要理论 31
2.3.1 非公度接触理论 31
2.3.2 表面钝化理论 32
2.3.3 分子滚动理论 33
2.4 固体超润滑主要材料 34
2.4.1 二维层状材料 34
2.4.2 DLC薄膜材料 35
2.4.3 TMDs基固体超润滑薄膜 37
2.4.4 其他前沿固体超润滑材料 39
参考文献 40
第3章 二维层状固体超润滑材料 46
3.1 二维层状固体超润滑材料摩擦学性能影响因素 46
3.1.1 材料结构 46
3.1.2 外界环境 58
3.1.3 制备方法 69
3.2 二维层状固体超润滑材料润滑机制 72
3.2.1 电子声子耦合机制 72
3.2.2 面外褶皱机制 73
3.2.3 结构变形机制 76
3.2.4 有效接触质量变化机制 78
3.3 二维层状固体超润滑材料超润滑性能影响因素 79
3.3.1 非公度接触匹配 80
3.3.2 接触界面间尺寸 95
3.3.3 边缘钉扎效应 97
3.3.4 结构变形效应 99
3.4 二维层状固体超润滑材料超润滑机制 100
3.4.1 非公度接触匹配机制 100
3.4.2 有序层层滑移机制 102
3.4.3 多点接触结构机制 106
3.5 宏观尺度上超润滑的获得与设计 109
3.5.1 有序层层滑移界面 110
3.5.2 异质复合层间弱化学相互作用 116
3.5.3 大面积非公度接触界面 118
3.5.4 宏观尺度超润滑的设计原理 120
参考文献 122
第4章 球状/卷状分子结构固体超润滑材料 132
4.1 富勒烯 132
4.1.1 富勒烯分子 132
4.1.2 富勒烯添加剂 138
4.1.3 富勒烯复合物 141
4.2 碳纳米管 144
4.2.1 单壁碳纳米管 145
4.2.2 多壁碳纳米管 147
4.3 摩擦诱导卷状界面结构 152
4.3.1 摩擦化学反应 153
4.3.2 纳米颗粒诱导 156
4.3.3 平片结构自卷曲 159
4.4 原位构建卷状纳米结构 162
4.5 类富勒烯结构 166
4.6 量子点润滑 172
参考文献 178
第5章 非晶碳薄膜固体超润滑材料 186
5.1 非晶碳薄膜摩擦学性能研究 187
5.1.1 非晶碳薄膜摩擦学研究历程 187
5.1.2 非晶碳薄膜摩擦学性能研究进展 189
5.1.3 非晶碳薄膜摩擦学机制 205
5.2 a-C:H薄膜的超润滑行为研究 206
5.2.1 a-C:H薄膜超润滑行为的结构影响因素 208
5.2.2 a-C:H薄膜超润滑行为的环境影响因素 223
5.2.3 a-C:H薄膜超润滑的摩擦界面调控 236
5.3 a-C:H薄膜的超润滑机制 245
5.3.1 表面钝化理论 245
5.3.2 摩擦界面的高度有序化理论 246
5.3.3 转移膜理论 248
5.3.4 滚动理论 249
5.3.5 催化超润滑 251
参考文献 254
第6章 过渡金属硫属化合物薄膜固体超润滑材料 261
6.1 MoS2基薄膜超润滑行为与摩擦学性能 262
6.1.1 MoS2的结构、摩擦学应用与薄膜制备 262
6.1.2 MoS2薄膜超润滑行为与机制 266
6.1.3 环境对MoS2薄膜摩擦学性能的影响 279
6.1.4 掺杂改善薄膜摩擦学性能 286
6.2 WS2基薄膜超润滑行为 290
参考文献 293
第7章 新型超润滑材料 300
7.1 仿生超润滑材料 300
7.1.1 关节软骨及其仿生超润滑材料 301
7.1.2 鲨鱼皮及其仿生超润滑材料 305
7.1.3 猪笼草及其仿生超润滑材料 308
7.2 自组装超润滑材料 311
7.2.1 自组装填料 312
7.2.2 界面自组装结构 314
7.3 3D 打印超润滑材料 318
7.3.1 3D 打印几何结构润滑材料 319
7.3.2 3D 打印仿生结构润滑材料 321
7.4 含油超润滑材料 324
7.4.1 润滑油灌注自润滑材料 325
7.4.2 液体润滑剂嵌入复合材料 327
7.5 陶瓷基超润滑材料 331
7.6 量子超润滑材料 336
参考文献 338
第8章 固体超润滑材料潜在应用领域 346
8.1 机械装备 346
8.1.1 航天 347
8.1.2 航空 350
8.1.3 核能 351
8.1.4 汽车 352
8.1.5 精密机床 353
8.1.6 刀具 355
8.1.7 干气密封 356
8.1.8 微纳机械 357
8.2 生物医药 357
8.2.1 滑膜关节 358
8.2.2 医用导管 364
8.3 防冰 366
8.3.1 防冰在船舶中的应用 366
8.3.2 防冰在飞机中的应用 367
8.3.3 防冰在电力设备中的应用 368
8.4 微机电 369
8.4.1 纳米摩擦发电机 369
8.4.2 超润滑电谐振器和振荡器 374
8.4.3 石墨烯纳米带晶体管 376
8.5 信息存储 377
8.5.1 硬盘存储 378
8.5.2 光伏随机存储器 379
参考文献 381