一、文献综述
摩擦是机械、汽车和航空工业许多应用中的重要参数，低摩擦与低磨损是实现低能耗、高稳定性与安全性的关键。其中，制备具有自润滑行为的固体润滑薄膜是提高摩擦学性能的常见手段之一[1]，相比液体润滑剂，其较为清洁的使用环境可胜任对环境要求与精度要求较高的场合。常见二维层状材料如石墨烯、MoS2和hBN等材料具备优异的润滑减磨特性，备受关注。这类材料通过其易于剪切的分层结构，在相对运动中产生剪切滑移，形成自润滑效应，以达到减小摩擦的目的[2]，重点在于摩擦配副表面发生物质转移，形成具有该自润滑效应的摩擦膜，即薄膜的“转移”与“滑移”是发挥其优异摩擦学性能的关键[3]。
1. 石墨烯及其衍生物
石墨烯为典型的二维层状材料之一，因其机械强度高、厚度薄、层间剪切力低以及具有很高的稳定性，在润滑方面具有极大的应用前景，Lee等[4]测得无缺陷石墨烯片具有极高的机械强度，弹性模量达1TPa，优异的机械性能有利于摩擦学性能的提升。Vazirisereshk等[5]利用类金刚石碳AFM针尖比较了单层石墨烯层与单层MoS2的纳米级摩擦力，实验及模拟均显示石墨烯表面滑动摩擦力更小，根源在于二者表面滑动势垒不同。
此外，石墨烯衍生物（氧化、氟化、氢化等）同样具有优良性能，且可批量化生产，不同表面官能团的引入使其机械性能、摩擦学性能产生不同影响[6]，是重要的研究方向。
但目前石墨烯成本高昂，制备难度较大，而石墨烯衍生物由于较高的表面反应活性，在摩擦过程中与环境的作用机制复杂，因此较难满足产业化生产需求。
2. 六方氮化硼hBN
六方氮化硼hBN是氮化硼的两种常见晶体结构之一，具有类似于石墨的层状结构，润滑性能良好，且具有很高的热稳定性，在极冷或极热的情况下仍能保持其润滑能力，适合极端条件下应用。hBN薄膜的主要缺点在于制备难度较高，在潮湿等环境条件下易受侵蚀[7, 8]，且对大多数金属和陶瓷的粘附性较弱[9, 10]。
目前hBN的主要研究趋势为加入金属或陶瓷材料中形成复合材料，如Ni-Al基hBN复合涂层[11]，摩擦过程中，hBN在基体表面形成自润滑薄膜，使摩擦系数和磨损率显著降低。Rohit Kumar SinghGautam等[11]在Ni-Al基金属内添加Ag、MoS2和两种含量的hBN，构成Ni-Al–Ag–MoS2-hBN复合涂层，在滑动摩擦测试中摩擦系数随温度增加而减小，800℃高温下摩擦系数低至0.23左右，磨损表面光滑，并存在一层由固体润滑剂组成的摩擦膜。在RT至400℃的低温体系下，由于摩擦作用，即使界面的温度可能已经超出了Ag和MoS2的有效润滑体系，但热稳定性更强的hBN可能有利于持续降低摩擦和磨损。
