金属磨损自修复材料是以羟基硅酸镁为主的复杂无机矿石组合物作为润滑材料，添加于载体润滑剂中。它的特点是在机械装置不解体的情况下，可在运行过程中完成铁基金属磨损部位的自修复过程，通过生成减摩性能优异的金属陶瓷保护层，使摩擦表面硬度和光洁度提高，摩擦系数大幅度降低，延长设备的使用寿命，节省能耗。

其作用原理简单讲可分为4步：（1）超细研磨；（2）表面清理；（3）超细粉体微粒在接触表面的凹坑处充分冷作硬化；（4）形成金属陶瓷保护层。金属陶瓷保护层具有优良的力学和物理性能。

坡缕石，分子式为Si8O20Mg5（Al）（OH）2（H2O）4·4H2O，又名凹凸棒石，是一种天然一维纳米硅酸盐矿物，具有开发成本低、环境友好、高吸附性、高化学活性等优点，已被证明可有效改善润滑油的抗磨性能，并在磨损表面生成自修复膜。
 
图中展示了在不同润滑介质中摩擦表面之间的润滑机理。当使用基础油进行润滑时，由于施加了载荷，机油被挤出了摩擦范围，导致摩擦副之间直接接触，导致严重的磨料磨损和高摩擦系数。但是当碳球作为润滑剂添加剂在摩擦过程中起到了球轴承的作用。同时，碳球由于其较小的尺寸而可用于填充磨损表面的裂缝或孔洞。因此，通过添加碳球添加剂可以明显改善磨损表面的状态。当滑石粉用作润滑剂添加剂时，二氧化硅-氧四面体和氧化镁-氧八面体被压力所分离。裸露的活性Si-O键和Mg-O键与摩擦副结合，在摩擦副的表面形成了一层包含Mg，Si和O元素的保护膜以减少磨损。

值得注意的是，滑石/碳球（TC）复合材料结合了滑石和碳球的优点，显示出更加突出的减摩和抗磨性能。在滑动过程中，小碳球可以填充划痕的表面，以减少摩擦表面之间的粗糙接触。同时，剥离的滑石片吸附到摩擦表面上并形成摩擦膜。而且，大碳球在摩擦过程中起球轴承的作用，可以避免摩擦副的直接接触。因此，TC复合材料作为润滑剂添加剂在不同的润滑介质中表现出最佳的综合润滑性能。TC复合材料的滑石的自我修复性能和碳球的滚珠轴承作用有助于改善边界润滑和混合润滑状态下油的摩擦和磨损性能。TC复合材料具有自我修复性能和滚珠轴承作用的协同作用，可通过改善润滑来降低磨损，从而将磨损形式从严重的磨料磨损变为轻微的塑性变形。


来源：中国腐蚀与防护网