摩擦学实验及分析方法
国家重点实验室推荐专用教材

作者:陈皓生、邵天敏、马明、李津津、张洪玉

丛书名:清华大学机械工程系列教材

定价:39.8元

印次:1-1

ISBN:9787302705826

出版日期:2026.01.01

印刷日期:2026.02.06

图书责编:苗庆波

图书分类:教材

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本书是针对高等院校摩擦学实验教学内容而编写的专业教材,主要介绍摩擦学实验的理论、设备和实验分析方法,并介绍当前摩擦学前沿研究中的**实验方法进展。

陈皓生,清华大学机械工程系长聘教授。主要从事微尺度流动中的摩擦学研究,研究方向为流动界面减阻理论、微流控技术以及血液摩擦学。主持国家自然科学基金重点基金、杰出青年基金、国家重点研发项目等20余项。发表学术论文100余篇,获英国机械工程师学会、中国摩擦学学会、中国医师协会体外生命支持分会年度**论文奖;授权国家发明专利20余项,获日内瓦国际发明金奖1项;荣获教育部自然科学一等奖和教育部发明一等奖各1次。 邵天敏,清华大学机械工程系、高端装备界面科学与技术全国重点实验室长聘教授。中国机械工程学会理事、《中国表面工程》主编、国际摩擦学理事会执委。主要从事摩擦学和表面工程研究,主持国家科技重大专项、国家自然科学基金、国际合作和企业合作等项目40余项,主持研发的摩擦学和表面工程技术解决了若干重要装备关键部件的磨损问题。发表期刊论文150余篇,国际会议主题报告或邀请报告17次,获省部级奖3项、授权发明专利27项。 马明,清华大学机械工程系长聘副教授。研究聚焦于范德华界面,即表面间相互作用以范德华力为主的界面的摩擦与磨损研究。对于固体-固体界面,实现了微米尺度稳健的结构超滑,建立了摩擦力的理论模型;对于固体-液体界面,聚焦于固液界面处的摩擦与输运行为。作为主要作者,相关研究成果发表于Nature Materials、Nature Nanotechnology、PRL、PRX、Science Advances、Nature Communications等著名学术期刊上。 李津津,清华大学机械工程系长聘副教授。从事超滑研究工作。主持了国家级项目10余项,以第一和通讯作者发表论文100余篇,他引5000余次, H因子51,授权发明专利20余项。入选了国家级青年人才计划,中国科协青年托举人才工程,并获清华大学学术新人奖和“温诗铸枫叶奖-优秀青年学者奖”。 张洪玉,清华大学机械工程系副研究员。从事生物机械表界面润滑行为与调控研究,发表SCI收录论文90余篇,授权发明专利20余项,获北京市自然科学二等奖、河北省科技进步二等奖、天津市科技进步一等奖、清华大学青年教师教学比赛二等奖等奖励。

前言 摩擦学研究相对运动或有相对运动趋势的表面间的摩擦、润滑和磨损,以及三者间关系的基础理论和技术。目前,国内外机械学科领域的研究中,摩擦学是研究的前沿热点之一,而摩擦学实验和分析方法则是摩擦学研究中的重要研究手段,也是从事摩擦学研究的科研工作者和高校研究生必须掌握的专业知识。 现代科学研究和工程应用中已经形成了专门的摩擦、磨损和润滑等摩擦学实验分析方法,并发展出相应的标准化摩擦学实验设备。近年来,随着摩擦学微观基础理论研究的发展,以及高温、高速、真空等特殊工况下的实验需要,摩擦学实验和分析方法的进展日新月异,有必要进行专业教材的整理和写作。 本书内容有以下特点: 一是以介绍摩擦学实验中典型的实验方法为主,针对实验方法介绍相应的测量仪器和方法。 二是兼顾在微观摩擦机理和特殊工况条件下摩擦学实验前沿进展的介绍,如对微观流变的测量、纳米润滑膜厚的测量,以及高温、高速等工况下的摩擦和润滑实验介绍。 三是在第2~9章配有实验指导书,通过对具体实验对象、实验过程和实验仪器的介绍,使读者了解和掌握所需要的摩擦学实验方法。 本书第1、6~8章由陈皓生编写,第2章由邵天敏编写,第3章以及第8章纳米流变部分由马明编写,第4、5章由李津津编写,第9章由张洪玉编写,全书内容由陈皓生统一编辑和整理。 本书是在多年摩擦学专业课程讲授基础上编写而成,是指导研究生全面、快速掌握摩擦学实验和分析方法知识的教材,也可以为从事摩擦学研究的科研人员提供参考。 作者衷心感谢清华大学机械工程系孟永刚教授、刘莹教授对本书写作提出的建议,感谢国家自然科学基金项目“摩擦...

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第1章绪论

1.1摩擦学与摩擦学实验

1.2摩擦学实验的发展历史

1.3摩擦学实验方法和标准

1.4摩擦学分析方法和仪器

1.5摩擦学实验和分析方法的发展

1.5.1在微观摩擦机理研究上的深入

1.5.2在复杂和极端摩擦工况下的拓展

1.5.3在生物医学及其他学科上的交叉研究

参考文献

第2章摩擦磨损实验方法

2.1引言

2.2摩擦的基本概念与测量方法

2.2.1摩擦的基本概念

2.2.2摩擦力和摩擦系数测量

2.2.3摩擦温升测量

2.2.4摩擦振动和噪声测量

2.3磨损的基本概念与测量方法

2.3.1磨损的基本概念

2.3.2磨损测量

2.3.3磨损过程及分析

2.4摩擦磨损的测量仪器和方法

2.4.1四球试验机

2.4.2环块试验机

2.4.3销(球)盘试验机

2.4.4小振幅往复摩擦磨损试验机

2.4.5高温摩擦磨损试验机

2.5实验指导书: 聚四氟乙烯涂层的高温摩擦磨损性能测量

2.6思考题

参考文献

第3章表面形貌测量

3.1引言

3.2表面形貌的基本概念

3.2.1表面形貌与取样长度

3.2.2表面形貌的中线、峰和谷

3.2.3表面形貌的参数

3.2.4表面形貌的统计参数

3.3表面形貌的测量仪器和方法

3.3.1光切显微镜

3.3.2共聚焦显微镜

3.3.3白光干涉仪

3.3.4原子力显微镜

3.3.5触针式轮廓仪

3.4实验指导书: 白光干涉法测量表面形貌

3.5思考题

参考文献

第4章摩擦表面显微分析

4.1引言

4.2表面显微分析原理

4.3摩... 查看详情

"摩擦学是研究相对运动或有相对运动趋势的表面间的摩擦、润滑和磨损,及其三者间相互关系的基础理论和技术。在目前国内外机械学科领域研究中,摩擦学是最热点的研究前沿之一,而摩擦学实验和分析方法则是摩擦学研究中最为主要的研究手段,也是从事摩擦学研究的科研工作者和高校研究生所必须掌握的专业知识和技能。

近年来,随着摩擦学研究在机械工程学科中的重要性的提升,以及在重要工程领域中摩擦表面技术的广泛应用,各大高校和研究所均设立了摩擦学专业研究方向,而作为摩擦学研究的重要手段,摩擦学实验和分析方法也日益受到重视。为此,亟需进行摩擦学实验教学内容方面教材的编写工作,满足摩擦学专业方向的研究生和从事摩擦学研究的专业人员的学习需要。

本教材在编写内容上突出摩擦学实验方法和技术,以及重要实验设备的介绍,减少与摩擦学基础理论方面教材的重复;同时,兼顾摩擦学前沿研究中的**实验方法进展,主要以生物摩擦学,如人工关节等领域的进展为代表,并结合重大工程应用中特殊工况条件,如高温摩擦、高低真空下的摩擦和润滑实验、微纳米摩擦学实验等进行介绍。在教材的编写风格上,按照典型的摩擦学实验内容分章节进行摩擦学实验原理和设备介绍,并在每一章选择典型的摩擦学实验案列编写相关的实验指导书,通过对具体实验对象、实验过程和实验仪器的介绍,读者可以全面和快速地了解和掌握所需要的摩擦学实验方法。"


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