平台负责人：戴乐阳，主要围绕活塞、缸套、曲轴、尾轴承等船舶动力装置及系统的常见摩擦磨损故障，将材料科学、表面工程、化学工程和仿生学等方面的先进技术应用到轮机工程领域，开展船机摩擦磨损的预防与控制研究。
重点开展适于轮机工程的特种润滑材料的研究，如石墨烯、纳米金属、纳米陶瓷、纳米硼酸盐、水凝胶微粉等功能型微纳米润滑材料，以及开展船机关键零部件的表面强化技术研究，如激光熔覆、激光喷丸、超声滚压等。通过对船机摩擦磨损过程进行模拟试验，开发绿色纳米复合船用润滑材料及船机零件表面强化新技术，并对功能型微纳米润滑材料的减摩自修复机制以及船机零件抗磨损制造机理等相关基础科学和应用技术问题开展研究。
其中所研发的石墨烯基纳米复合润滑添加剂，不但在基础油中具有良好的分散稳定性，而且具有优异的减摩抗磨及自修复性能。石墨烯/硼酸钙纳米复合材料可在摩擦副表面产生多活动中心的滚动摩擦，有效提高基础油的减摩抗磨性能；鉴于石墨烯超薄片层结构、低剪切应力和高机械强度等特征属性，所制备的石墨烯基纳米复合润滑添加剂在摩擦过程中，易于进入并吸附沉积在摩擦副表面形成一层覆盖膜；当石墨烯片层由于变形破裂时，包裹在石墨烯片层里的高活性复合纳米颗粒会暴露并释放出来，从而填补覆盖石墨烯片层破裂裸露的摩擦表面，协同提高覆盖膜的耐久性。
图1为所制备的石墨烯/硼酸钙纳米复合材料及其复配的石墨烯基复合润滑油。
图1石墨烯/硼酸钙纳米复合材料及石墨烯基复合润滑油
此类石墨烯/硼酸钙纳米复合材料润滑添加剂，在200℃工况下可有效增强复合润滑油膜的稳定性，并对摩擦过程中破损的油膜进行自修复，使得摩擦系数在摩擦过程中保持良好的稳定性，磨损量较基础油大为降低。图2为模拟船舶柴油机高温工况下，基础油与石墨烯/硼酸钙纳米复合润滑油中的摩擦学测试结果对比。
图2 高温下基础油与石墨烯/硼酸钙复合润滑油的摩擦学行为
目前国际海事组织已明确要求使用低硫燃油以控制船舶柴油机的污染物排放，由此带来的船舶柴油机异常磨损故障率大大提高，同时船舶大型化也导致尾轴承的磨损问题日益凸显，这极大增加了航运公司的维护费用和运营成本。利用课题组研制的微纳米复合润滑材料及开发的金属表面强化新技术，可对船舶柴油机及船舶推进轴系的关键运动部件进行多相纳米原位减摩抗磨，实现轮机磨损表面自修复，显著提高船机关键零部件的抗磨损性能，进而提高船舶柴油机和轴系运转的可靠性，保障船舶的安全航行。
1）国家自然科学基金：等离子体耦合球磨制备石墨烯基纳米复合润滑添加剂及其摩擦学性能（51779103）
2）福建省科技计划重点项目：适于燃用低硫燃油船舶柴油机的石墨烯-硼酸盐纳米复合润滑添加剂的研制（2018H0026）
3）嘉庚创新实验室：草酸混合酯燃油添加剂使用性能评价以及草酸混合酯柴油复合燃料的开发—“添加剂的润滑性能测试”（HL21013）
1）闫锦，戴乐阳*，孟荣刚，郭学平. 等离子体辅助球磨制备表面修饰纳米TiO2的摩擦学性能分析，摩擦学学报，2016, 36（1）：20-26
2）冀光普，何秀芳，廖海峰，戴乐阳*，孙迪，蔡谷昌.等离子体辅助球磨制备表面修饰片状纳米Cu粉及摩擦学性能，材料工程，2019，47（6）：114-120
3）M.Q. Zeng, R.Z. Hu, K.Q. Song, L.Y. Dai*, Z.C. Lu*. Enhancement of wear properties of ultrafine‑structured Al-Sn alloy‑embedded Sn nanoparticles through in situ synthesis,Tribology Letters, 2019， 67（3）：1-11
4）Xianbin Hou, Yanjun Ma, Geetanj Bhandari, Zibin Yin, Leyang Dai*, Haifeng Liao, Yukun Wei. Preparation and Tribological Properties of Graphene Lubricant Additives for Low-Sulfur Fuel by Dielectric Barrier Discharge Plasma-Assisted Ball Milling[J]. Processes,2021,9（2）：272
5）戴乐阳. 一种氧化石墨烯复合低硫燃油的制备方法及复合燃油，发明专利：ZL 201810624077.4，授权日期：2019-3-19
6）戴乐阳. 一种氧化石墨烯复合润滑油的制备方法及复合润滑油，发明专利：ZL 201810624074.0，授权日期：2021-2-2
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