近期，中科院力学所非线性力学国家重点实验室胡剑桥助理研究员以第一作者身份在《国际摩擦学》（Tribology International）上发表了题为“Effect of plasticity on nanoscale wear of third-body particles”的研究文章，揭示三体颗粒摩擦过程中粘着磨损的新机理。《国际摩擦学》是著名摩擦学专业期刊，在摩擦磨损领域具有重要的国际影响力，受到国内外诸多著名摩擦学专家的关注。

　　粗糙表面在摩擦过程中会产生三体颗粒，这些两接触表面中的三体颗粒能通过运动和变形实现减小摩擦阻力、降低磨损量以及对表面损伤进行修复的功能；因此，对摩擦过程中三体颗粒变形与失效过程的研究在摩擦学调控领域具有重要的意义。该工作通过研究两表面间纳米颗粒的运动、变形和失效过程，提出了纳米颗粒在不同载荷下的两种磨损机理，揭示了粘性和塑性在纳米颗粒磨损失效过程中的影响。进一步地，通过对纳米颗粒失效过程中的磨损体积和塑性功进行统计分析，结果表明不同破坏机理下的磨损体积与塑性功表现出统一的线性相关性，而且纳米颗粒的磨损系数在该尺度下表现出尺寸无关性（图 5）。该研究工作被审稿人高度评价，评述为“This is a new observation that can open more fundamental questions in the process of three-body adhesive wear”。

　　该研究工作的发现有助于为三体颗粒的摩擦设计、界面摩擦调控等方面提供重要的参考与指导。工作得到了国家自然科学基金委“非线性力学的多尺度问题研究”基础科学中心 (基金号 11988102) 的支持。

　　论文链接：https://doi.org/10.1016/j.triboint.2020.106739

图 5. 左图显示了不同尺寸的纳米颗粒在剪切过程中的变形失效过程；右图展示了不同尺寸颗粒磨损系数的尺寸无关性。