磨损是机械零件失效的三大原因之一。从作用过程看，磨损和摩擦同时发生且相互影响。二者尽管不是材料的固有属性，但与材料的特性及摩擦学系统有关。机械磨损部件在同一摩擦过程中，摩擦磨损与摩擦修复往往同时存在，摩擦磨损的自适应、自修复是材料学和摩擦学设计的最终目标，这既是对提高性能的要求，又是仿生化和环境友好化的要求。为减少或消除磨损，除进行合理的摩擦学设计外，可通过3条途径来实现：（1）减少或控制造成磨损的条件，如腐蚀、疲劳、磨粒磨损等；（2）提高摩擦副的耐磨性能，如渗氮、渗硼等；（3）通过润滑油品设计和有效利用摩擦产生的物理化学作用形成新的补偿修复层来弥补磨损。该自修复材料可在铁基金属摩擦表面生成耐磨性能极为优良的陶瓷层，而对于铁基表面镀CrNi及有色金属的摩擦磨损中，只起到一般的润滑作用，而无自修复作用。目前尚未发现对金属自修复材料的作用机制有详细的研究和报道。对它作用机制的深入探讨和应用技术的进一步研究必将极大地推动摩擦学基础理论及相关学科，比如材料学和表面工程学、化学和润滑工程学的发展。

　　本文作者采用表面修饰的羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂，采用MM-200摩擦磨损试验机，研究硅酸盐添加剂在摩擦磨损条件下在金属表面的成膜过程及其机制，分析硅酸盐添加剂在摩擦磨损中的减摩耐磨性能。

　　1，粉体粒径均小于5 m.将一定比例的硅酸镁粉体、分散剂、促进剂和稀释剂加入到基础油中，倒入球磨罐中球磨2h进行分散处理。1.2摩擦磨损特性研究摩擦磨损试验是在MM-200摩擦磨损试验机进行的，上下试样均为45=钢，热处理工艺为860°C淬火后450°C保温4h回火，硬度为HRC 43~45上试样尺寸为16mmX10mmX10mm固定不动。下试样尺寸为令45mmX 10mm试验时间均为30h转速为200rmin载荷分别为300600900N，采用间歇式加入润滑油。，这表明在此条件下材料发生了轻微的塑性变形，形成均匀磨损。当载荷为600N时，表面磨痕密集、较深且贯穿整个表面，呈现明显的犁削、推挤现象，如（b）所示。当载荷达到900N时，出现了严重的粘着磨损。45钢在法向力和切向力的联合作用下，其间的油膜因受到过高的负荷而破裂，造成金属与金属的直接接触和塑性变形，从而经历粘着、粘着点在相对滑动条件下剪切撕脱，形成金属表层脱落。载荷增加，表面发生的塑性变形增加，同时摩擦表面的温度升高，硬度降低，使粘着可能性增大，从图中可以看出，试样表面存在着密集的划痕和较深的犁沟以及表面金属脱落形成的凹坑（图为含有添加剂油润滑时下试样磨损形貌形貌图。当载荷为300N时，试样表面形貌（（a））与（a）相比变化不大。当载荷为600N时，试样表面大部分区域存在较为平滑的自修复保护膜层，不存在由于粘着磨损所形成的局部片层剥落，在局部区域存在着断断续续的划痕，在划痕的底部可以看出基体金属的磨损形貌，如（b）所示。当载荷为900N时，试样表面出现了一层较为明显的多孔状自修复膜层，从表面完全看不到45=钢金属基体，如图自修复膜层形貌（900N30h）2.3自修复膜层的成膜机制摩擦过程中摩擦载荷的增加会导致接触应力增加和较强的摩擦热产生，温度升高，磨损材料表面软化，导致材料的强烈磨损；但另一方面，在摩擦产生较高的接触应力和瞬间高温条件下，硅酸盐添加剂受到压缩、剪切、延伸等机械作用和化学作用以及接触表面的相对运动，硅酸盐微粒受到挤压发生严重的变形和碎裂。保护层的生成速度与摩擦释放的能量有关，在300N载荷时，摩擦释放的能量不足以在金属磨损表面形成有效的自修复膜层，羟基硅酸镁属11型三八面体层状含水硅酸盐，层与层之间以范德华力结合，结合力较弱，片层之间易于滑动，硅酸盐添加剂只起到减摩作用，降低了摩擦因数。

　　在载荷为600N时，擦能释放的能量增高，硅酸nmmi盐可以在磨损表面的犁沟处jggj|gi§|il沿金属表面铺展；在摩擦磨损过程中，添加剂向金属表面发生转移，在金属表面的局部区域形成自修复保护膜层，导致了材料表面性质的改变，从而影响表层材料耐磨性能，如所示，硅酸盐添加剂在金属磨损表面以条带状铺展，在条带之间的凹下部分为金属的磨损表面。当磨损发生时，添加剂和摩擦副表面发生的一系列复杂的反应开始进行，保护膜层同时开始生长，随着摩擦磨损过程的进行，添加剂不断向摩擦表面转移，直至形成较完整的自修复保护膜层，从而将原金属表面由于摩擦产生的划痕修复，如所示；由于有表面自修复膜的抑制作用，隔离了金属表面的直接接触，金属表面粘着不易发生，摩擦磨损发生在自修复陶瓷膜层之间，而陶瓷结构的自修复膜层构成的配对副则相对不容易发生粘着作用。自修复膜层的形成既有抗磨减摩的作用，又有补偿磨损的作用。摩擦过程中，利用摩擦产生的机械摩擦作用、摩擦化学作用和摩擦电化学作用，摩擦副与润滑材料产生能量交换和物质交换，从而在摩擦表面上形成正机械梯度的自修复保护膜，以补偿摩擦副的磨损与腐蚀，形成磨损自修复效应。为载荷900 N、试验时间30 h后自修复膜层的表面形貌，为典型的陶瓷材料磨损的特征，表面存在大量的显微空洞，一种原因是自修复膜层在表面接触应力的作用下，由于陶瓷材料的脆性而产生疲劳磨损，形成特有的麻点剥落。

　　自于硅酸盐添加剂，自修（6N30h）复膜层为氧化物陶瓷材料。

　　3结论载荷为300N时，硅酸盐添加剂仅仅降低了摩擦副之间的摩擦因数，无自修复膜层形成；在600N、900N时，在摩擦副表面形成了自修复膜层。

　　自修复膜层的主要成分来自于硅酸盐添加剂。

　　保护层的生成与摩擦释放的能量有关，在低载荷时，摩擦释放的能量不足以在金属磨损表面形成有效的自修复膜层；在高载荷时，摩擦能增加，硅酸盐微粒在接触应力作用下发生严重的变形和碎裂，在磨损表面的犁沟处沿金属表面铺展，将原金属表面由摩擦产生的划痕修复，形成较完整、表面光滑的自修复保护膜层。

　　自修复膜层隔离了金属表面的直接接触，金属表面粘着不易发生，摩擦磨损发生在自修复陶瓷膜层之间，可以有效降低金属的磨损。