微孔化对镍基自润滑镀层摩擦学性能的影响(2)
1.1 固体润滑涂层
1.1.1 固体润滑剂
润滑就是用润滑剂减少(或控制)两摩擦表面之间的摩擦力或其他形式的表面破坏的作用。润滑剂包括润滑油、润滑脂、润滑性粉末、薄膜材料(粘结干膜、电镀、电泳、溅射离子镀固体润滑膜、陶瓷膜等)和整体材料(金属基、无机非金属基或塑料基自润滑材料等)。 润滑剂根据其物质状态可以分成四类，即气体、油类、脂类和固体润滑剂。固体润滑是将固体物质涂或镀于摩擦界面，以降低摩擦，减少磨损的措施。利用固体润滑剂进行润滑的方法称为固体润滑，利用固体润滑剂对摩擦界面进行润滑的技术统称为固体润滑技术。
固体润滑剂是指用以润滑不能应用润滑油或润滑脂的机械摩擦部分的无机固体物质。种类很多，最重要的是石墨、二硫化钼和滑石粉。BN的粉末(熔点2350℃)，也可用作固体润滑剂的组分。固体润滑剂的粒子有晶体层格结构，可能互相滑过而发生润滑作用。主要用于负荷重、温度高的机械摩擦部分，如重轴承等。
固体润滑剂的特点：1）使用温度高。2）承载能力强。3）边界润滑优异。4）耐化学腐蚀性好，无油污沾染，抗辐射，且有较宽的导电率范围。5）导热散热性不好，不能带走热量起冷却作用；且摩擦系数大。常用固体润滑剂有：二硫化钼，石墨，自润滑材料等。
1.1.2 固体润滑剂的应用及研究现状
1.2 表面织构化技术
1.2.1 表面织构化概述
表面织构化(Surface texturing)，即在摩擦面上加工出具有一定尺寸和排列的凹坑或微小沟槽的点阵，已经被证明是改善表面摩擦学特性的一个有效手段。
早期的表面织构化如滑动轴承轴瓦上人为的“刮痕”：发动机气缸壁上450倾斜的加工条纹；以及高尔夫球上的浅坑都是降低摩擦的有效手段。随激光、微小磨粒喷射以及MEMS等现代加工技术的发展，使得对不同材质表面微米甚至纳米尺度表面织构的精确加工成为可能，为表面织构的应用拓展了全新的空间。1991年Ranjan在计算机硬盘盘片的起动停止区(Start／stop zone)采用激光技术加工了由直径20μm，深10nm左右的凹坑组成的点阵，成功地降低了盘片与磁头的吸附力，减少摩擦，延长了使用寿命。
激光织构化技术是在机械零件表面形成有规律的人造表面形貌，可以起到捕捉磨粒而减少犁沟形成、作为储油器给接触面提供润滑剂以防止咬合、产生流体动压效应以增加承载能力3方面的作用，并且激光与零件表面相互作用时会产生表面硬化作用，对所形成的表面形貌起到保护作用。
表面织构化技术种类很多，反应离子刻蚀[19]、表面喷丸处理[20]、电子束刻蚀、机械微刻及激光表面织构等为接触微结构化提供了有利工具。与其他表面处理技术相比，如反应离子刻蚀需辅助装置或特殊气氛，喷丸处理对环境污染较大，电子束和光刻技术的成本较高等，激光表面织构可以在大气环境中进行且对环境无污染；制作简单无需掩膜且耗时短，设备成本较低；加工对象范围宽，可控制适当的尺寸和形貌。
本实验主要采用激光打孔的方法对试样进行织构化。脉冲激光微加工技术是利用激光脉冲对固体直接加工，熔化的金属通常沿着凹坑内壁流动，到达相当数量时就会向外抛出发生凝固，略微凸出在金属表面，在环绕工作点附近的区域会形成“热影响区”，从而在周围材料中形成微观或宏观裂纹。而紫外波段输出的准分子激光可以直接切断材料表面的分子或原子结合键，实现对聚合物和瓷器等非金属材料进行钻孔、光刻及表面处理等多种微细加工，热扩散影响较小。随着激光脉冲时域宽度从纳秒(10-9s)量级直至飞秒(10-15s)量级，激光烧蚀聚合物具有阈值小的特点，加工精度可达到微米级甚至更小量级，热影响区小。激光表面织构技术以其制造加工微孔速度快，而且可以在大气环境中进行对环境无污染，制作简单无需掩膜且耗时短，设备成本较低，加工方便、加工对象范围宽、效率高、应用范围广等特点得到了广泛的使用。
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