10月21至27日，由國家科技部、發(fā)展改革委、財政部、軍委裝備發(fā)展部、軍委科技委、北京市人民政府聯(lián)合主辦的國家“十三五”科技創(chuàng)新成就展（以下簡稱成就展）在北京展覽館舉行。展覽以“創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展 邁向科技強國”為主題，集中展示“十三五”期間我國取得的重大科技成果和科技發(fā)展、改革最新進(jìn)展。中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所與清華大學(xué)、洛陽軸承研究所有限公司合作完成“陶瓷球無油磁懸浮轉(zhuǎn)子保護(hù)軸承”入選參展。

　　軸承是當(dāng)代機械設(shè)備中的重要零部件之一，其性能決定著重大裝備和主機產(chǎn)品的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，被譽為裝備制造的“心臟”。由于磁懸浮軸承無機械接觸，因此轉(zhuǎn)子可以達(dá)到很高的運轉(zhuǎn)速度，具有機械磨損小、能耗低、噪聲小、壽命長、無需潤滑、無油污染等優(yōu)點，特別適用高速、真空、超凈等特殊環(huán)境，可廣泛用于機械加工、渦輪機械、航空航天、真空技術(shù)、轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性辨識與測試等領(lǐng)域。

　　保護(hù)軸承是磁懸浮轉(zhuǎn)子跌落時的最后一道安全屏障，提升其跌落可靠性意義重大?，F(xiàn)有的軸承設(shè)計準(zhǔn)則所適用的工況，與保護(hù)軸承的實際工況有顯著差異；常規(guī)軸承材料難以滿足重型磁懸浮轉(zhuǎn)子的保護(hù)軸承工況要求。因此，保護(hù)軸承的設(shè)計制備和跌落可靠性是我國磁懸浮軸承技術(shù)推廣應(yīng)用的主要障礙。

　　針對上述關(guān)鍵問題，清華大學(xué)、洛陽軸承研究所有限公司和中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所合作完成“陶瓷球無油磁懸浮轉(zhuǎn)子保護(hù)軸承”，取得了突破性的成果；研制出自主產(chǎn)權(quán)的無油潤滑磁懸浮保護(hù)軸承，立式轉(zhuǎn)子質(zhì)量≥3000kg，跌落轉(zhuǎn)速≥3000r/min，無轉(zhuǎn)子損傷抗跌落次數(shù)≥10次。

　　中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所固體潤滑國家重點實驗室喬竹輝研究團隊，針對磁懸浮轉(zhuǎn)子跌落時動能大和易造成保護(hù)軸承局部過熱導(dǎo)致無油潤滑狀態(tài)下保護(hù)軸承極易失效的問題，開展了高性能陶瓷滾珠的研究，通過工藝控制解決了材料制備過程中基體相與增強相、潤滑相之間相互反應(yīng)引起力學(xué)性能惡化、潤滑失效的問題，并成功解決陶瓷滾珠易開裂、難致密的難題，制備出高強韌、耐磨、抗沖擊一體化的Si3N4軸承滾珠。

　　該成果有望在高速離心壓縮機、高速離心鼓風(fēng)機、高速電機、高速燃?xì)馔钙降雀叨搜b備的設(shè)計與制造方面實現(xiàn)重大突破，為我國超高速電機及離心機械的產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級奠定基礎(chǔ)、積累經(jīng)驗，帶動一大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革新，具有廣闊市場應(yīng)用前景。

　　以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、中科院青促會、山東省重大基礎(chǔ)研究、煙臺市經(jīng)發(fā)科創(chuàng)局自主創(chuàng)新項目的支持。