摩擦起电科学与技术

摩擦起电是一种常见的物理现象，两个物体摩擦或接触-分离就会产生摩擦起电。由摩擦起电引起的静电效应，在机械、轻工等领域有着广泛的应用，但同时也给石油输运、工业生产等带来安全隐患，对人们的生活及安全造成不利影响。近年来，摩擦电作为一种绿色能源，其收集和利用受到广泛关注。《摩擦起电科学与技术》以摩擦表界面的起电原理为出发点，全面、系统地介绍摩擦表界面的起电过程、影响因素，摩擦电的收集、利用及测试方法等基础理论与知识；重点阐述与摩擦学及表界面科学相关的界面接触、黏附、剥离、材料磨损、材料转移、润滑、表面润湿性等条件对摩擦起电的影响，对其技术应用进行详细论述。

目录
序
前言
第1章 绪论 1
1.1 摩擦起电现象与定义 1
1.1.1 摩擦起电现象 1
1.1.2 摩擦起电定义 2
1.2 摩擦起电的研究历史与进展 5
1.2.1 摩擦起电相关的早期实验装置 5
1.2.2 摩擦起电的早期研究 6
1.2.3 摩擦起电的进展 7
1.3 摩擦起电与静电的危害 9
1.3.1 基于静电力吸引或静电力排斥的危害 9
1.3.2 基于静电积累和释放的危害 10
1.3.3 摩擦起电对摩擦的影响 11
1.4 摩擦起电的应用 12
参考文献 12
第2章 摩擦起电的原理 15
2.1 电子转移理论 16
2.1.1 金属与电介质材料之间的摩擦起电 17
2.1.2 两种电介质材料之间的摩擦起电 18
2.1.3 金属与半导体之间的摩擦起电 20
2.1.4 金属与金属材料之间的摩擦起电 22
2.1.5 固–液界面接触的电子转移理论 24
2.1.6 电子云重叠理论 25
2.1.7 摩擦电序列 26
2.2 离子转移理论 28
2.2.1 固–液界面的离子转移理论 28
2.2.2 固–固界面的离子转移理论 31
2.3 材料转移理论 32
2.4 其他理论 35
2.4.1 压电效应 36
2.4.2 热电效应 36
2.4.3 摩擦发光效应 37
参考文献 38
第3章 摩擦起电与表界面行为 41
3.1 表界面行为概述 41
3.2 界面接触与摩擦起电 43
3.2.1 界面接触的几个模型 43
3.2.2 界面接触对摩擦起电的影响 45
3.3 界面黏附与剥离起电 46
3.3.1 黏附行为 46
3.3.2 剥离起电的影响因素 48
3.4 界面的摩擦、磨损及其对摩擦起电的影响 54
3.4.1 摩擦起电与摩擦学 55
3.4.2 摩擦运动条件对摩擦起电的影响 56
3.4.3 磨损对摩擦起电的影响 59
3.4.4 材料转移对摩擦起电的影响 61
3.5 润滑介质参与的摩擦起电 62
3.5.1 表面润湿性 62
3.5.2 几种润滑状态 63
3.5.3 润滑介质对摩擦起电的影响 65
参考文献 67
第4章 摩擦起电的影响因素与调控 71
4.1 材料对摩擦起电的影响 71
4.1.1 材料组成对摩擦起电的影响 71
4.1.2 表面修饰对摩擦起电的影响 74
4.1.3 表面结构对摩擦起电的影响 76
4.2 环境因素对摩擦起电的影响 77
4.2.1 温度对摩擦起电的影响 78
4.2.2 湿度对摩擦起电的影响 79
4.2.3 气氛对摩擦起电的影响 80
4.3 特殊空间环境下的摩擦起电影响因素 82
4.3.1 真空度对摩擦起电的影响 82
4.3.2 原子氧辐照对摩擦起电的影响 84
4.3.3 紫外辐照对摩擦起电的影响 86
4.4 摩擦起电器件设计对摩擦起电输出的影响 89
4.4.1 摩擦起电器件模型 89
4.4.2 电荷储存层对摩擦起电的影响 90
4.4.3 导电电极对摩擦起电的影响 91
4.4.4 *率对摩擦起电的影响 92
4.5 摩擦起电的调控 94
4.5.1 摩擦起电调控方法 94
4.5.2 摩擦起电调控实例 98
参考文献 101
第5章 摩擦起电的应用及其实例 103
5.1 摩擦起电在能源收集中的应用 103
5.1.1 基于固–固界面摩擦起电的应用 104
5.1.2 基于固–液界面摩擦起电的应用 107
5.1.3 两相流摩擦起电 108
5.1.4 基于人体运动的能量收集及应用 110
5.1.5 其他应用 116
5.2 摩擦起电在自驱动传感检测中的应用 119
5.2.1 摩擦电信号用于自供电传感检测 119
5.2.2 摩擦电信号用于危险预警 124
5.3 摩擦起电在摩擦学中的应用 127
5.3.1 常见的润滑失效及监测方法 127
5.3.2 基于摩擦电的摩擦状态监测及预警 128
5.3.3 摩擦电在摩擦调控领域中的应用 136
参考文献 138
第6章 摩擦起电涂层的设计及应用 142
6.1 有机摩擦起电涂层 143
6.1.1 树脂改性涂层 143
6.1.2 添加功能填料涂层 145
6.1.3 表面结构涂层 147
6.2 有机–无机复合摩擦起电涂层 149
6.2.1 微弧氧化–氟化复合涂层 149
6.2.2 微弧氧化–（溶胶–凝胶）复合涂层 150
6.2.3 阳极氧化–氟化复合涂层 152
6.3 摩擦起电功能一体化涂层 153
6.4 摩擦起电涂层的应用 156
6.4.1 海洋能收集 156
6.4.2 自供电防腐 159
6.4.3 自供电防污 162
参考文献 163
第7章 静电防护技术与方法 165
7.1 静电概述 165
7.2 常用的防静电方法 167
7.3 新型防静电技术 170
7.3.1 基于摩擦起电界面原位中和技术 170
7.3.2 结构防静电技术 172
7.3.3 表面组成调控技术 174
7.3.4 多功能助剂技术 176
7.3.5 摩擦电原位利用技术 177
7.4 防静电技术发展趋势 178
参考文献 179
第8章 摩擦起电测试技术 181
8.1 与摩擦起电相关的参数 181
8.2 摩擦起电测试方法与测试仪器 183
8.3 摩擦起电测试技术的趋势 194
参考文献 195
第9章 展望 196