空间摩擦学的机遇和挑战

分析了我国空间计划对润滑材料与技术的需求,回顾了我国在空间摩擦学方面的研究进展;指出考察空间环境与条件下运动部件的摩擦学行为以及系统开展空间摩擦学研究,将为研制和发展空间润滑材料与润滑技术提供理论基础和技术保障;并针对我国航天发展规划,提出了空间摩擦学相关领域的研究和发展方向.

空间摩擦学在卫星活动部件轴系的应用研究现状及发展

由于空间环境和使用条件的特殊性,空间活动部件涉及的摩擦学问题复杂。由卫星在轨失效统计分析和宇航任务所提出的新要求表明,空间活动部件对空间摩擦学应用研究的需求非常迫切。将空间摩擦学的主要研究内容分为以下4个方面:空间精密轴系长寿命润滑技术、长寿命润滑工艺技术、关键材料应用技术和润滑寿命试验及评估技术,对每个方面所包含的具体研究内容、研究现状以及在长寿命高可靠摩擦学设计中的作用进行了详细的介绍。结合空间任务的需求以及存在的关键问题,为有针对性的开展相应研究,提出了空间摩擦学及应用研究需要深入开展的研究方向。

空间摩擦学研究的前沿领域

综合论述了根据新一代长期空间计划要求形成的空间摩擦学研究新的前沿领域：大幅度延长摩擦学系统的寿命；提高可靠性；大幅度降低摩擦力矩及力矩噪声；在间歇运行条件下的润滑和防止真空冷焊；在极端（低温、高温、高速和重载等）条件下的摩擦学．归纳提出了进行这些前沿研究需要采取的主要技术途径，即立足于现有基础研究解决航天工程上的重点摩擦学问题，加强空间摩擦学的探索性研究以发现或发展新的备用润滑剂和新技术，满足新的更高要求．

新型高性能空间摩擦副设计

综合考虑谐波减速器、行星减速器等少齿差传动装置的优缺点,结合研发的新型精密高效传动方式,将精密齿轮传动和轴承组合为一种新型摩擦副进行整体结构设计,对轴承齿轮基本额定静载荷、摩擦机理和摩擦力矩进行了研究;通过对轴承齿轮基本额定静载荷和摩擦力矩双目标函数进行优化设计,确定了轴承齿轮的主要结构参数值;对摩擦副各组件材料进行了选择,所开发出的高精度、高可靠、长寿命、高性能空间摩擦副,减少了传动中间环节,从而使传动系统结构紧凑、体积小、传动效率高、摩擦磨损小和振动噪声低。

MoS_2自润滑复合材料的空间摩擦学性能研究

在模拟空间原子氧与高真空条件下,分别对微米MoS2、MoS2纳米球与MoS2-IC3种复合润滑材料的摩擦学性能进行了测试。结果显示MoS2纳米球复合材料具有最优的抗磨性能,MoS2-IC复合材料的抗磨性能次之,微米MoS2复合材料最差。3种复合材料的减摩性能相差较小,MoS2纳米球复合材料的摩擦系数仅比其他两种复合材料略低。MoS2-IC具有较高的化学活性,在摩擦过程中发生转移并形成转移润滑膜,从而具有较优的抗磨性能,MoS2纳米球优异的摩擦学性能与其独特的球形封闭结构相关。

用于空间摩擦学试验的原子氧束流源的研制

为了研究空间原子氧(AO)环境和摩擦材料的相互作用机理,以MSTS-1型真空摩擦磨损试验机为平台,研制了可用于模拟空间AO环境下摩擦学试验的AO束流源。该AO源的束流直径超过50mm,通量密度为2.6×1015atoms cm 2 s 1,AO平均能量5～10eV。常用空间材料Kapton薄膜的AO暴露试验结果也与国外空间飞行试验结果相似。该AO源工作状态稳定、束流纯净、运行气压低、小巧轻便,满足了空间摩擦学试验的特殊要求,并可广泛用于空间AO环境和摩擦材料的相互作用效应模拟研究。

空间摩擦学研究及其实验装置与数据库建设的思考

空间摩擦学基础研究及其实验装置与数据库的建设,是推动空间科学的发展和保障我国航天事业的长期需求的基础。文章根据国内外空间摩擦学发展的现状,从我国航天事业的长期需求和空间摩擦学发展的战略高度,初步思考了空间摩擦学的基本概念与研究范围、实验装置与数据库建设以及该领域的发展所面临的问题。

中科院兰化所研制成功我国首套空间摩擦学原位分析系统

从中国科学院兰州化学物理研究所获悉,国家重大科研仪器研制项目——＂模拟空间环境下摩擦试验原位系统的研制＂,成功地实现了模拟空间环境下摩擦试验原位分析功能,为准确获取模拟空间环境下摩擦试样的物理与化学信息提供了一种新颖而可靠的分析测试手段。

我国首套空间摩擦学系统研制成功

前不久，空间摩擦学研究系统研制项目在中国科学院兰州化学物理研究所通过了中国科学院组织的验收评审，这标志着我国首套多功能空间摩擦学实验系统研制成功。这套系统对我国航天器的可靠运行和延长寿命有着重要意义。

我国首台空间摩擦学原位分析系统研制成功

日前,国家重大科研仪器研制项目——＂模拟空间环境下摩擦试验原位系统的研制＂,通过了国家自然科学基金委员会组织的结题验收。该项目由中科院院士、中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室主任刘维民研究员主持。

我国首台多功能空间摩擦学实验系统研制成功

近期，中国科学院科研装备研制项目“空间摩擦学研究系统的研制”在中科院兰州化学物理研究所通过了验收评审。验收专家组认为，该项目研制出了具备超高真空、交变温度和辐照（包括原子氧、紫外光、等离子体、质子和电子等）环境以及球盘摩擦试验功能的空间摩擦学实验系统，达到了规定的各项技术指标，完成了预定的研制目标。

快递服务、高速交通网络、空间摩擦及其相关研究动态

近年来,快递业在中国物流行业异军突起,成为中国经济发展的新增长点。本文在明晰快递服务若干相关概念的基础上,阐述了中国物流业、快递业的发展状况和主要问题,明确了高速交通网络及其节点是快递服务网络高效运作的前提和条件。作者认为,距离所产生的交通运输成本仍然是目前空间摩擦研究的主要内容。但是,企业在资源之间、运输方式之间以及运输媒介之间不断地、创造性地寻求替代品的同时,不断地改变产品加工处理、物流管理方式,以应对距离发挥的越来越重要的作用,是距离所蕴含的新经济意义所在。这种变化和存在问题客观上要求经济地理学对空间摩擦的研究应该从传统的运输成本,发展为包括供应链复杂性、企业交易环境和物质环境在内的四种要素,即"物流摩擦"(logistics friction)的研究。现代物流是典型的跨部门领域,尽管这些物流摩擦要素的确难以相互割裂,但是,"物质环境"要素涉及物流基础设施资源供给、物流线路的瓶颈与拥堵、城际联系、城市空间结构等是经济地理学、交通地理学、城市地理学研究的优势所在;最后,作者在阐述了基于高速交通网络的快递服务空间摩擦机理相关研究动态,提出了这一研究主题的若干科学问题,展望了未来的研究工作。

钛表面激光熔覆NiCr-Ag复合涂层组织结构及空间摩擦学性能

利用激光熔覆技术在钛基材表面制备了NiCr-Ag复合涂层。用XRD、SEM和HRTEM分析了涂层的组成和组织结构,利用空间摩擦学系统对复合涂层在3种模拟空间环境(高真空、原子氧和紫外辐照)以及大气环境下的摩擦磨损性能进行了研究。采用SEM和EDS对磨损后复合涂层和对偶钢球的形貌和元素面分布进行了分析,揭示了复合涂层在模拟空间环境及大气环境下摩擦磨损失效机理。结果表明:复合涂层在大气环境条件下的摩擦磨损性能优于在3种模拟空间环境下的摩擦磨损性能;真空下的辐照对复合涂层的摩擦磨损性能有显著的影响,辐照会增加涂层表面氧化;复合涂层在高真空、原子氧和紫外辐照模拟空间环境下的磨损机理为较严重的粘着磨损、磨粒磨损和塑性变形,在大气环境条件下的磨损机理主要为磨粒磨损。

模拟原子氧环境的真空摩擦试验装置

将超高真空系统、原子氧束流源和球-盘式摩擦试验机优化集成,研制出可在地面实验室条件下模拟低地球轨道原子氧和超高真空环境的摩擦试验装置.所研制的试验装置在无油真空环境下工作,极限压强达2.0×10-7Pa,漏率小于2.0×10-11Pa·m3/s;原子氧束流的通量密度大于3.0×1019atoms/m2·s,能量1～10eV,束流直径40mm,辐照距离达100mm,在1～100mPa气压范围内工作状态稳定;球-盘摩擦试验机的法向载荷为1～10N(最大接触压强达1.5GPa以上),试盘转速在0～3000r/min范围内连续可调,摩擦力可精确测量并连续记录.采用所研制的试验装置和CZM-1真空摩擦试验机对MoS2溅射薄膜试样进行比对试验,结果表明,所研制的装置具有较高的可靠性和较好的可比性.该装置可用于研究材料在地球低轨道环境中的摩擦学性能和破坏机制,为空间摩擦学研究提供基本试验手段和技术保障.

空间润滑剂和液体润滑系统的研究进展

空间环境中高真空、大温差、微重力和强辐射等恶劣条件对润滑剂和润滑系统提出了特殊的要求,挥发和爬移损失使得长寿命液体润滑系统的结构更加复杂,如何实现空间高效润滑是现阶段各国空间摩擦学研究的热点问题之一。从润滑剂、润滑方式和液体润滑系统3个方面对空间摩擦学的主要研究内容和研究成果进行综述;指出固体润滑、脂润滑和液体润滑是现阶段空间机械设备的主要润滑方式,应根据部件的工作特点和寿命选用不同的润滑方式;正在研究和试验的混合润滑是一种理想的空间润滑方式,提出未来深空探测机器设备润滑系统的研究重点和发展方向。

月球车润滑与密封技术综述

本文重点介绍月球车系统磨擦失效以及由此产生的润滑与密封问题。美国航空航天局（ＮＡＳＡ）研究表明摩擦失效是限制月球车使用寿命的主要因素，月球车关键组件的发展离不开润滑与密封技术的支持。为保证月球车在其使用年限内正常工作，润滑与密封技术就成为发展月球车关键技术之一。

月球车润滑与密封技术综述

重点介绍月球车系统摩擦失效以及由此产生的润滑与密封问题。美国航空航天局(NASA)研究表明摩擦失效是限制月球车使用寿命的主要因素,月球车关键组件的发展离不开润滑与密封技术的支持。为保证月球车在其使用年限内正常工作,润滑与密封技术就成为发展月球车关键技术之一。

城乡迁移与农民工心理健康--基于中国劳动力动态调查数据的分析

农民工心理健康是重要的社会民生和公共卫生问题,也是实施推进新型城市化和健康中国战略的重要内容。基于中国劳动力动态调查(CLDS)2014年数据,从迁移距离、迁移家庭模式与迁移时间三个维度构建农民工心理健康的分析框架,实证检验城乡迁移对农民工心理健康的影响效应及其内在机制。研究发现,约20%农民工存在心理健康问题,跨县迁移和短期迁移农民工的心理健康状况尤其令人担忧。回归结果显示,远距离迁移的空间摩擦效应阻碍了农民工的社会融合,歧视和排斥导致农民工不适应感和孤独感更强,显著降低其心理健康水平;短期迁移带来的冲击只通过农民工的个人和家庭特征影响心理健康,随着迁移时间的延长该影响不再显著。建议减少差别性制度设置,引导农民工举家进城落户,促进农民工市民化,以提高农民工心理健康水平。