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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

从空间工业技术中大尺度的摩擦部件再到微纳尺度机电系统，如微型飞机、微型卫星及微米探测器等，存在着高速运转和极长的工作循环条件等问题。运行在空间系统中的机电部件存在无备份运动件和不易维修的特点，故在保证摩擦材料长寿命的同时，对运行系统的可靠性控制及检测显得尤为重要。因此，建立早期摩擦系统损伤失效的实时监测和定位的信号预警体系对空间工业技术的发展具有十分重要的意义，也已成为当前摩擦学领域的必然需求。

事实上，人们在重视材料摩擦学性能的同时，却往往忽略了在摩擦环境诱导下一些原本微弱的物理、化学效应随着摩擦表面塑性、弹性及断裂等破坏行为的发生同时也会展现出显著的声、光、电及磁的响应行为。由此看来，研究摩擦表面产生的物理、化学效应，不仅可以深入了解各种环境条件下，影响部件运行稳定性、精度和寿命的摩擦学机理，而且由摩擦表面产生的特殊物理信号可以作为捕获摩擦磨损过程实时反馈的手段，这对于摩擦学性能的评估与预警是极为重要的。

摩擦过程的早期预警行为主要是通过声和光的物理信号反馈实现，其中声信号是目前研究较为成熟的磨损失效的响应模式，但是由于其须与待测试件接触，易受到其他机电类噪声干扰且所用的传感器工作频带较窄，进而限制了该检测方法的发展应用。与声信号相比，光信号响应主要来自摩擦条件影响下的摩擦界面或断裂表面产生了电子受激-去激发的级联效应，进而诱导摩擦表/界面处产生发光和带电粒子发射现象，可以看出，光信号的反馈不仅避免了与待测试件的接触且免受噪声干扰的影响，而且在监测材料磨损失效时也可以实时反馈材料表面状态（如成分、结构和变形等）的变化。因此，在研究材料摩擦学性能的同时，考虑摩擦过程中条件因素对材料表面形态结构的影响规律，进而继发产生的显著物理信号是实现对摩擦磨损状况进行信号原位检测的关键。

2. 研究的基本内容

主要研究目标：

（1）探讨球磨工艺对氧化铝、荧光剂及其与石墨烯进行复合的粒子尺寸控制并获得不同球磨工艺对该体系不同形态结构的影响规律。

（2）优化氧化铝-荧光剂-石墨烯复合薄膜的成型工艺，获得含石墨烯的不同添加剂的复合薄膜体系。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验方案：

（1）研究球磨工艺影响下的石墨烯及其与陶瓷纳米粒子的复合体系。取20氧化铝粉末至于酒精中，在球料比为500：1的条件下进行球磨12h，取样，在剩余样品中加入0.3%的石墨烯，继续进行球磨8h。同样，取20g氧化铝和5g荧光粉至于酒精中，在球料比为500：1的条件下球磨12h，取样，在剩余样品中加入0.3%石墨烯，继续进行球磨8h。

（2）研究石墨烯及其与陶瓷纳米粒子的复合体系的成膜工艺。将样品分为氧化铝、氧化铝-荧光粉、氧化铝-石墨烯、氧化铝-荧光粉-石墨烯四组，超声分散后，取一定剂量与环氧树脂混合并充分搅拌，均匀涂抹在不锈钢基片上并烘干成膜。

4. 参考文献

[1] m.m. gentleman, d. r. clarke. luminescence sensing of temperature in pyrochlore zirconate materials for thermal barrier coatings [j]. surf. coat technol. 2005, 200:1264-1269.

[2] c. muratore, d. r. clarke, j.g. jones, et al. smart tribological coatings with wear sensing capability [j]. wear, 2008, 265: 913-920.

[3] k. nakayama. triboplasma generation and triboluminescence in the inside and the front outside of the sliding contact [j]. tribol. lett. 2016, 63(1):1-9.