關於摩擦學的思考

《關於摩擦學的思考》是2014年9月2日出版的圖書，作者是張嗣偉。

基本介紹

• 書名：關於摩擦學的思考
• 作者：張嗣偉
• ISBN：9787302370222
• 定價：88元
• 出版時間：2014-9-2
• 裝幀：平裝

編輯推薦

本書可供摩擦學科研、教學和管理工作者以及研究生閱讀參考。

內容簡介

該書圍繞摩擦學學科及其發展這個主題，收錄了作者30多年來在國內外學術書刊上公開發表的文章和在國內外摩擦學學術會議上發表的報告與講話。內容包括從巨觀和全局論述30多年來摩擦學發展的主要特徵、面臨的機遇和挑戰、發展趨勢和相應的發展戰略。

目錄

前言

學而不思則罔，思而不學則殆。

——《論語·為政》

欲窮千里目，更上一層樓。

——王之渙： 《登鸛雀樓》

1955年，我從北京石油學院石油機械系畢業後，即留校任教，從事石油礦場機械專業的教學和科研工作。儘管早在20世紀60年代初，在我參與“石油礦場機械安裝與修理”這門課程的教學和編寫教材的過程中，就曾經接觸到機器零件的磨損及提高其耐磨性的問題，但當時我並沒有被這個領域所吸引。

1966年3月，當H． P． Jost在英國創立Tribology時，國內對此尚一無所知。直到1975年，一個偶然的機會把我引入了這個新領域。

1975年夏，我受學校委派，作為學校的唯一代表，參加第一機械工業部和石油工業部聯合在蘭州召開的“全國鑽采機械易損件技術攻關經驗交流會”。這次會議實際上是進一步動員和組織有關部門深入開展100項易損件的攻關工作。會議的展覽大廳中掛著一幅十分醒目地標明了參加攻關單位名稱的全國地圖，作為我國第一所石油高等學府，我們學校竟然“榜上無名”。面對這幅地圖，我感到慚愧。會議的最後一天，全國各地的代表已認領了絕大部分攻關項目，但“鑽機剎車塊損壞機理”這項課題卻無人問津。

鑽機剎車塊看起來好像是一個很不起眼的易損件，但在鑽井工人眼裡，它卻是關係到“三條命”(人身安全、設備安全和油井安全)的一個極其重要的關鍵易損件。當時，國產剎車塊的性能差、壽命短、品種不全，打一口三千米的井，至少要用三、四副剎車塊，而美國的同類產品打一口七千米的井才用兩副，差距實在太大。曾經在20世紀五六十年代，先後參加過川中和大慶兩次油田會戰的我，實在坐不住了，一種強烈的責任感和緊迫感油然而生。我想，我不認領這項攻關項目，何以面對廣大鑽井工人？！

但是，在當時那個“閉關鎖國”的年代，參考資料奇缺，想要攻克這個技術難關，談何容易？而且，這還意味著，從此我要改變自己已從事近二十年之久的石油井架的研究方向，何況當時我在石油井架領域中已有一定的地位和較高的聲譽。幾經思考和斟酌，終於在會議的最後一天，我毅然決然地認領了這項我當時完全不熟悉的攻關項目。從此，我將要轉到一個陌生的領域，一切從零開始。這種心情，正如我最近在一首詞《浪淘沙·八十抒懷》的下半闋中所描述的那樣：

中年敢擔綱，“摩擦”攻關。

崎嶇山徑勇登攀。

誓為人先何所求？為國爭光。

1979年，中國機械工程學會摩擦學分會(當時稱為摩擦、磨損、潤滑分會)成立，學校推薦我作為石油行業的代表，到廣州參加了成立大會，並被選為第一屆理事會理事。從此，我就正式進入了中國摩擦學界。

1982年，我爭取到一個出國進修的機會。關於進修的方向，我在出國前，在調查研究的基礎上，專門徵求了黨鴻辛先生的意見，他認為當時國內在橡膠磨損研究方面幾乎是空白，建議我從事這方面的研究。因此，第一年我到美國橡膠中心Akron的Akron大學，在著名的高分子物理學家A．N．Gent的高分子科學研究所高分子物理研究室，從事橡膠磨損研究。第二年轉到Michigan大學機械工程與套用力學系，在著名的摩擦學家K．C．Ludema的摩擦學研究室從事橡膠摩擦研究。回國後，1986年，我在華東石油學院(中國石油大學的前身)創建了第一個面向石油行業的套用摩擦學學科和套用摩擦學研究室。我首次提出套用摩擦學(applied tribology)這個新的術語，當時並沒有得到國外同行的認同。曾經有一位印度教授問我，什麼是applied tribology？直到2001年，美國出版了M．M．Khonsori和E．R．Booser的著作Applied Tribology—Bearing Design and Lubrication，這個名詞才被國外同行接受。

為了了解摩擦學的發源地——英國摩擦學界的情況，1987年我專程到英國，在帝國理工學院化學工程與工藝系摩擦學與界面工程教授B．J．Briscoe的顆粒工藝與界面工程研究室進行短期學術訪問，開展橡膠摩擦與磨損的研究，並考察界面工程的研究情況。從此，高分子材料摩擦學，特別是橡膠摩擦學就成為我在20世紀80年代到90年代這段時期從事摩擦學研究的主要方向。

從20世紀80年代後期開始，美國摩擦學界的某些人對摩擦學的前途感到悲觀，甚至要否定這門學科； 一些政府部門紛紛改組或縮減摩擦學機構，大量削減對摩擦學研究的資助。正是在這種背景下，1993年美國國家科學基金會的Larsen-Basse在參加我國第一屆摩擦學國際學術研討會上作報告時，提出警告： 摩擦學正處在生死攸關的十字路口，並且預言摩擦學將發展到“表面工程時代”。我對此表示懷疑： 難道一個創立還不到30年的新學科就會這樣快的衰落，甚至消亡嗎？我感到有必要對此做出明確的、科學的回答。然而，更使我感到震驚的是在2000年，在國外召開的一次國際摩擦學學術會議上，我親自聆聽了一位美國的權威學者的大會報告。他公然宣稱： 摩擦學是為了改善形象，而人為地組成的一個學科群(disciplinary group)。也正是他，把摩擦學界定為“只是一種依附於機械系統的重要技術”。我認為這完全是一種似是而非並近似荒誕的主觀臆斷。為了防止某些“權威”把摩擦學引入歧途，我開始對這樣一個關係到這門學科生死存亡的大問題進行深入地思考。我認真地學習了科學學的有關理論，並仔細回顧了摩擦學創立和發展的歷史過程。在此基礎上，我依據科學發展的動力學原理探討了摩擦學的發展前景。終於使我對這門學科的性質、特徵和內涵以及它在某些國家處於低潮的原因有了更清楚、更深刻的認識。

我的回答是： 摩擦學是在某些傳統學科的基礎上，通過綜合、交叉而形成的一門獨立的邊緣學科。它包括科學與技術這兩個層面，它的產生適應了經濟與社會發展的需要。因此，它不僅不會衰落、不會消亡，而且還會越來越興旺。它的研究對象和範圍將會超出一般機械領域，向更廣闊的非機械領域拓展，從而將會在更廣泛的範圍內促進其他學科(如能源科學、環境/生態科學、材料科學、地球科學和生命科學等)的發展。與此同時，它也會不斷地形成自身的新的學科生長點。

就在這一年，關於上述問題的思考，我以“摩擦學向何處去”為題在“表面工程及摩擦學學術會議”上作大會報告。會下，謝友柏院士建議我整理成文，送去發表。第二年，《中國機械工程》發表了我的文章《摩擦學向何處去——關於摩擦學學科發展的思考》。

通過這件事，使我深深地認識到： 作為一名科技工作者，必須具有戰略頭腦，才能對科技發展的未來有清醒的認識和準確的判斷，只有預見未來，才能更好地把握未來，並創造未來。英國著名的文學家J． Galsworthy說得好： If you do not think about the future, you cannot have one(不思考未來，就不可能有未來)。

因此，進入新世紀以來，我逐漸地把更多的精力用於從巨觀上、全局上和戰略上對摩擦學及其發展進行深入地思考，特別是對關係到人類生存和社會可持續發展的全球性的大問題。於是在2001年，我首次提出了“綠色摩擦學”(green tribology)。

2002年8月，在我擔任了第六屆摩擦學分會主任委員之後，我深深地感到，對於摩擦學的發展，特別是對於中國摩擦學的發展，不能只停留在思考階段，而更應當付諸行動。為此，我在第一次常務理事會上提出了本屆任期的兩個主要工作目標： 第一，走向世界，要在國際摩擦學界占有重要的一席之地； 第二，立足國內，大力推動我國摩擦學的工業套用。我在任期內做了幾件有益於我國摩擦學發展的工作： (1)倡導和推動召開時隔19年的第二屆工業摩擦學大會(2004年)； (2)倡導和推動召開紀念摩擦學創立40周年的全國摩擦學學術會議(2006年)，並出版了紀念文集《歷史的回顧與啟示》(2007年)； (3)協助謝友柏院士組織十幾位院士、專家、教授和摩擦學分會的幾十位專家、學者和工程技術人員，完成了中國工程院諮詢研究項目《摩擦學科學及工程套用現狀與發展戰略研究》(2006年1月—2007年10月)，並正式出版了調查報告《摩擦學科學及工程套用現狀與發展戰略研究——摩擦學在工業節能、降耗、減排中地位與作用的調查》(2009年)。這份調查報告不僅受到我國政府有關部門領導的關注，而且在國際摩擦學界產生了較大反響。

上述調查報告在國際上產生的影響，首先，表現在很快促成了2009年國際摩擦學理事會主席P．Jost和英國工程技術協會理事長C．Earnshaw邀請我和雒建斌教授率領的中國摩擦學學會代表團一行5人訪問英國。代表團訪英的使命，一是紀念“文革”後，英國第一個科技(摩擦學)代表團(團長是Jost)訪華、開展中英兩國科技交流30周年； 二是推動綠色摩擦學的開展。為此，雙方確定，這次訪英的主題是“綠色摩擦學——節能、節材、改善環境和生命質量”。後來，Jost在2009年9月在日本京都召開的第四屆世界摩擦學大會的開幕詞(題目是： 綠色摩擦學——適應經濟和環境需求的領域)中宣布： 可以將中國摩擦學代表團訪問倫敦的這天(即2009年6月8日——本書作者注)“認為是綠色摩擦學作為一個國際性概念的公認誕生日”。其次，調查報告的國際影響還表現在國際摩擦學理事會主席連續在第四屆和第五屆(2013年，義大利都靈)兩屆世界摩擦學大會的開幕詞中對上述調查報告給以高度評價。我曾親身參加了從第一屆到第五屆的五屆世界摩擦學大會，國際摩擦學理事會主席在大會的開幕詞中，如此高度評價一個國家的摩擦學的工作成果是絕無僅有的。而且，他還在這兩屆世界摩擦學大會的開幕詞中突出地提到綠色摩擦學，並將此和我，一個中國學者的名字聯繫在一起，這也是沒有先例的。

2007年我擔任了摩擦學分會顧問委員會主任，我沒有把它僅僅看作是一種榮譽，而更多地感到身上的責任，這意味著從此我更要高瞻遠矚地考慮我國摩擦學的發展。當時，我認為我國要從摩擦學大國邁向摩擦學強國，至少還存在兩點不足之處。一是我國尚無一人獲得過國際摩擦學界的最高獎——摩擦學金獎； 二是我國還沒有舉辦過在國際摩擦學界影響最大、水平最高、規模最大的世界摩擦學大會。

2005年以來，我曾多次在各種會議上指出“我國至今尚無人問鼎摩擦學金獎”這一嚴峻的事實。2007年初，我專門寫信向Jost了解摩擦學金獎產生的具體過程和有關情況，並向他表示，在摩擦學金獎的獲得者中沒有中國學者的名字，可能會影響到這個最高獎項的國際性，他對此表示理解，並將會關注此事。2009年，在京都召開第4屆世界摩擦學大會的第一天上午，他就主動把我拉出會場，向我了解情況並聽取關於中國的摩擦學金獎獲得者提名的意見。後來，以中國學者的名義，我和雒建斌教授推薦、提名薛群基院士。在Jost的關心和幫助下，經過兩年的努力，薛群基院士終於獲得了2011年摩擦學金獎，成為第一個獲此殊榮的中國學者。

第4屆世界摩擦學大會閉幕後，Jost曾多次向我表示，希望中國摩擦學分會申辦第6屆世界摩擦學大會。我及時向當時任學會主任委員的雒建斌教授轉達了他的這種願望，並建議積極回響。第二年，即2010年10月，經分會常務委員會討論，一致同意申辦第6屆世界摩擦學大會於2017年在北京召開，並成立了申辦工作委員會。隨後，向國際摩擦學理事會提出正式申請。2011年8月，雒建斌教授和我在北京接待了國際摩擦學理事會審查委員會的成員K． Holmberg教授，他對我們的申辦工作進行了考察。2012年，在德國Esslingen召開的國際摩擦學理事會第20次工作會議上，以中國摩擦學分會三屆主任委員(雒建斌、劉維民、張嗣偉)的名義，由雒建斌院士作了申辦第6屆世界摩擦學大會的申請報告。緊接著，2013年在義大利都靈召開的國際摩擦學理事會第21次工作會議上，經過國際摩擦學理事會到會的27名理事的投票表決，通過了我們的申請，這終於了卻了我的一個心愿。

摩擦學把我帶進了一個嶄新的天地，我為之奉獻近40年。這本文集在一定程度上反映了我幾十年來從巨觀上對摩擦學思考的心路歷程和行動軌跡。謹以此書紀念中國機械工程學會摩擦學分會成立35周年。

本書收錄了我近40年來有關摩擦學學科及其發展的論述，其內容著眼於摩擦學學科的巨觀研究與探索。第一篇是國內外學術書刊已公開出版過的文章，第二篇是在國內外摩擦學學術會議上已發表過，但未曾正式出版的報告與講話的全文，第三篇是在國內外學術書刊上已公開出版，或在摩擦學學術會議上已發表，但尚未正式出版，以及部分還未公開發表過的一般論述。我對過去已公開發表的部分文章在文學上作了訂正，本書第二篇和第三篇中的一些報告和文章的題目是這次出版時加上的。

在整理這本文集的過程中，蘭惠清博士協助收集了文章的電子版，郭岩寶博士對全書做了大量的編輯、整理工作。為此，謹向他們表示感謝。

本書的出版得到清華大學摩擦學國家重點實驗室的資助，特此致謝。

目錄

代前言我的摩擦學情結Ⅴ

第一篇學術論著

1摩擦學向何處去——關於摩擦學學科發展的思考

2摩擦學的進展與展望(一)

3從第一屆世界摩擦學大會看當今摩擦學的發展動向

4摩擦學的進展與展望(二)

5關於我國摩擦學發展方向的探討

6我國摩擦學界面臨的挑戰與機遇

7工業摩擦學面臨的機遇和挑戰

8摩擦學科學與工程的進展與展望

9我國摩擦學科學與工程的發展戰略

10關於我國摩擦學發展戰略的初步思考

11摩擦磨損潤滑學的系統工程原理與方法結構

12摩擦學研究的對象與內容

13推動社會可持續發展的綠色摩擦學

14關於我國發展綠色摩擦學的思考

15綠色摩擦學的科學與技術內涵及展望

16地質摩擦學——摩擦學在地球科學中的套用與發展

17摩擦學在生命周期評價與設計中的作用

18談摩擦學在深井鑽機中的套用

19摩擦學在我國油田設備使用管理與技術改造中套用的展望

20摩擦學在國產石油鑽采設備技術發展中的作用

21界面工程在石油工程與油田設備技術發展中套用的展望

22Geotribology： Friction,Wear and Lubrication on the Globe

23Green Tribology: Fundamentals and Future Development

第二篇報告與講話

1重視發展通用性的摩擦學測試技術

2進一步推動我國工業摩擦學的發展

3探索跨學科交叉合作研究的新機制

4增強我國摩擦學走向世界的緊迫感

5努力成為我國實現經濟、社會與生態環境協調發展的

一支重要方面軍

6進一步發揮摩擦學在經濟與社會發展中的重要作用

7發揮生物摩擦學提高生活質量的獨特作用

8認清形勢迎接挑戰培養青年著眼未來

9面向世界面向未來的中國摩擦學

10抓住機遇迎接挑戰加速我國工業摩擦學的發展

11發揮摩擦學在中部崛起戰略中的作用

12堅持宗旨辦出特色是論壇的生命線

13抓住機遇迎接挑戰充分發揮摩擦學在能源工業裝備

製造中的獨特作用

14認真總結不斷提高

15石油安全與摩擦學

16An Approach on the Developing Prospects of Tribology

17Current Tribological Activities in China

18Current Industrial Activities of Tribology in China

19Tribological Application in China and Green Tribology

20Green Tribology——The Way Forward to a Sustainable

Society

第三篇其他論述

1摩擦學越來越重要

2無所不在的摩擦大有作為的摩擦學

3爭取卓越，再創輝煌——紀念《潤滑與密封》雜誌

創刊30周年

4摩擦學是節能、降耗、減排的重要手段

5我國摩擦學工業套用的節約潛力巨大——談我國摩擦學

工業套用現狀的調查

6為發展我國的低碳經濟多做貢獻

7發展環保型摩擦材料、耐磨與減摩材料具有重要的

現實意義

8回顧歷史啟迪未來

9摩擦學對我國工業節能、減排具有重要作用

10青年摩擦學科技工作者是我們的希望

11發揮生物摩擦學在醫學假體工程中的獨特作用

12為中原崛起、湖南昌盛做貢獻

13發揮多學科的群體效應創建中國特色的生物摩擦學

14準確定位把握方向突出特色強化創新

15輝煌的30年——中國機械工程學會摩擦學分會發展

歷史的回顧

16The New Trends and Frontiers in Tribology NTF 2002

17Current State of Tribological Activities in China

18與國際摩擦學理事會主席H．P． Jost教授討論摩擦學的

信件

(1) 2010年11月30日給Jost的信

(2) 2010年12月9日 Jost 的回信

(3) 2010年 12月14日 給Jost 的信

附錄

一、 在國內摩擦學學術會議和高等院校所作的

有關學術報告（未公開發表）的題目

二、 已公開出版的有關書目