論新時代摩擦學的發(fā)展前景

趙　彤　梁東明　侯云霞

摘要 通過回顧摩擦學發(fā)展的歷史，分析當前一個時期摩擦學研究跌入低谷的原因，闡述面對當前全球資源、能源、環(huán)境問題日益嚴峻的前提下，摩擦學在節(jié)能、環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展中的巨大作用，認為應(yīng)當抓住當前的發(fā)展機遇，迎接挑戰(zhàn)，充分認識和重視摩擦學，為我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展作出積極貢獻。

關(guān)鍵詞 摩擦學；原因；機遇

中圖分類號：O313.5 文獻標識碼：A 文章編號：1671-489X（2009）09-0023-02

Development of Tribology in New Era//Zhao Tong, Liang Dongming, Hou Yunxia

Abstract This article through the review tribology development history, analyzed the current time tribology research to fall into the trough the reason, elaborated facing under the current global resources, the energy, the environment question stern premise, the tribology in the energy conservation, the environmental protection, the sustainable development huge function, warned day by day we had to hold the current development opportunity, the welcome challenge, knew and took the tribology fully, made the positive contribution for our country economic development fast development.

Key words tribology；reason；opportunity

Authors address

1 Qingdao Scientific and Technical University, Qingdao, Shandong 266061

2 Dezhou Professional Technology Institute, Dezhou, Shandong 253000

摩擦學是研究相對運動的作用表面間的摩擦、潤滑和磨損以及三者間相互關(guān)系的理論與應(yīng)用的一門邊緣學科。近幾十年來的研究發(fā)現(xiàn)，摩擦學在資源利用、環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展過程中起著極其重要的作用。世界上使用的能源大約有1/3～1/2消耗于摩擦，汽車中20%的功率要用來克服摩擦，飛機上的活塞式發(fā)動機因摩擦損耗的功率要占10%，即使是最先進的渦輪噴氣發(fā)動機也要為克服摩擦損耗2%的功率。摩擦還會造成機器零部件的磨損，造成零部件的老化報廢。資料顯示，英國在這方面每年損失要超過20億美元。摩擦還會產(chǎn)生熱量，會使航空和航天器過度發(fā)熱，這更是現(xiàn)代科技遇到的又一難題。隨著全球資源、能源、環(huán)境問題的日益嚴峻，許多國家已經(jīng)認識到摩擦學的重要性，紛紛制定摩擦學發(fā)展規(guī)劃，開始系統(tǒng)地研究摩擦學。

1 摩擦學研究的歷史回顧

人類對摩擦現(xiàn)象早有認識，并能用來為自己服務(wù)，如史前人類的鉆木取火。《詩經(jīng)?邶風?泉水》中有“載脂載轄，還車言邁”的詩句，表明中國在春秋時期已應(yīng)用動物脂肪來潤滑車軸。應(yīng)用礦物油作潤滑劑的記載最早見于西晉張華所著《博物志》，書中提到酒泉延壽和高奴有石油，并且用于“膏車及水碓甚佳”。但長久以來摩擦學的研究進展緩慢，直到15世紀，意大利的列奧納多?達芬奇才開始把摩擦學引入理論研究的范疇，開始系統(tǒng)的研究。自此，人們開始了艱辛的研究與探索，直到20世紀中葉，理論研究才開始有所突破，摩擦學逐漸被作為一門邊緣學科獨立出來。此后，它又經(jīng)歷3個階段。

1）起步時期（20世紀60年代中期至70年代初期）。在創(chuàng)立的初期，除了英國之外，其他國家大都對此持觀望態(tài)度，美、日等國則不接受“摩擦學”這個名詞，而堅持沿用“潤滑”這個術(shù)語。

2）發(fā)展時期（20世紀70年代中期至80年代中期）。在此期間，隨著現(xiàn)代工業(yè)和大型成套機械設(shè)備的迅猛發(fā)展，國際上節(jié)約資源已成為人們十分關(guān)注的問題，美國、前西德和前蘇聯(lián)等國各自經(jīng)過工業(yè)調(diào)查之后，看到由于摩擦、磨損導(dǎo)致的經(jīng)濟損失十分驚人，深感建立摩擦學的必要性。美國前總統(tǒng)卡特宣稱：“摩擦學是構(gòu)成許多工業(yè)部門的基礎(chǔ)的一項通用技術(shù)。”在英國，成立3個國家摩擦學中心和各種摩擦學工業(yè)團體，許多企業(yè)主動要求普及和應(yīng)用摩擦學知識，30多所大學開設(shè)摩擦學課程，有的大學甚至設(shè)立摩擦學方向的研究生學位。我國也在1979年成立摩擦學學會。摩擦學在這個時期成為世界上少數(shù)幾個發(fā)展最快的應(yīng)用學科之一，國內(nèi)外的摩擦學研究機構(gòu)像雨后春筍一樣紛紛涌現(xiàn)，一時間摩擦學呈現(xiàn)出一片繁榮昌盛的景象。

3）低谷時期（20世紀80年代后期至今）。然而，從20世紀80年代末開始，美國摩擦學界某些人對摩擦學的前途產(chǎn)生某種悲觀的看法，甚至持否定的態(tài)度，認為摩擦學不是一門獨立的學科，美國的航空航天局、能源部等政府部門都大量削減對摩擦學研究的資助，摩擦學的研究進入低潮。

2 摩擦學發(fā)展跌入低谷的原因

盡管摩擦學發(fā)展出現(xiàn)低潮的情況在不同的國家表現(xiàn)的程度有所不同，但從總體情況看，從20個世紀80年代末開始，摩擦學的發(fā)展處于低谷是一個不爭的客觀事實，如何正視這個嚴酷的現(xiàn)實并冷靜地分析其原因，采取正確的對策，使之盡快走出低谷顯得尤為重要。從學科形成與發(fā)展的角度，其直接的原因就是由于摩擦學的發(fā)展在一定程度上忽視了工業(yè)應(yīng)用或不能充分滿足工業(yè)發(fā)展的需求。國際摩擦學理事會主席Jost教授在第二屆世界摩擦學大會開幕詞中指出：在技術(shù)和經(jīng)濟大變革時期，摩擦學沒有充分意識到通過它的應(yīng)用能夠獲取技術(shù)上和經(jīng)濟上的利益，其主要原因是摩擦學的多學科性和缺乏對自身的宣傳。因此，他呼吁要強化研究和應(yīng)用的關(guān)系，要糾正2種極端的看法——即既不能認為摩擦學只是科學，也不能認為摩擦學只是技術(shù)。第一種觀點忽視了摩擦學的技術(shù)屬性，將使摩擦學失去來自經(jīng)濟發(fā)展和社會需求的推動力，這也是當前摩擦學處于低潮的直接原因。而第二種觀點忽視摩擦學的科學屬性，從而會削弱摩擦學持續(xù)發(fā)展的動力，并且還會妨礙摩擦學在非機械領(lǐng)域中的發(fā)展。因此，要全面認識摩擦學的學科特性和內(nèi)涵，正確處理摩擦學科學和摩擦學技術(shù)之間的關(guān)系。

3 面臨的發(fā)展機遇

當前，資源和環(huán)境是人類賴以生存的基本條件，全球面臨資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的嚴重問題，資源的減少已成為實現(xiàn)經(jīng)濟與社會可持續(xù)發(fā)展的“瓶頸”，可持續(xù)發(fā)展的壓力日益增大。目前，國內(nèi)工業(yè)產(chǎn)品的能源和原材料消耗所占成本達75%左右，而能源利用率僅32%～34%，比發(fā)達國家高出10多個百分點。如能降低一個百分點，可獲經(jīng)濟效益100億元。面對上述形勢，走科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境破壞小、人力資源得以充分發(fā)揮的新型工業(yè)化道路和建設(shè)可持續(xù)發(fā)展的資源節(jié)約型社會是我國的基本國策，這就為我國摩擦學的發(fā)展提供了極好的機遇。此外，政府工作報告中多次提到振興制造業(yè)的問題，尤其是裝備制造，這是振興制造業(yè)的關(guān)鍵和核心。顯然，機械制造業(yè)的振興也為我國摩擦學的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間，這是應(yīng)當抓住的另一個寶貴的機遇。新形勢賦予摩擦學新的歷史使命，摩擦學必將成為科技領(lǐng)域中的一支生力軍。

4 前景和展望

面對當前摩擦學發(fā)展的現(xiàn)狀和全球面臨的問題，國際摩擦學界已經(jīng)采取相應(yīng)的對策，不僅加大力度推動摩擦學的工業(yè)應(yīng)用，而且開始關(guān)注在資源、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展中如何發(fā)揮摩擦學的作用。相關(guān)機構(gòu)與部門也應(yīng)提高認識、更新觀念，充分認識和重視摩擦學所具有的高科技特性及其巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，努力培養(yǎng)工程設(shè)計人員和操作人員的摩擦學意識，積極推進科技界與產(chǎn)業(yè)界的密切合作，面向國民經(jīng)濟建設(shè)主戰(zhàn)場和廣大企業(yè)，充分發(fā)揮摩擦學作用，解決國家重大工程和裝備中的關(guān)鍵問題，為我國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展作出積極貢獻。

總之，要抓住當前的大好機遇，迎接挑戰(zhàn)，開創(chuàng)我國摩擦學發(fā)展的新局面，為國際摩擦學界作出應(yīng)有的貢獻。