01 / TECHNOLOGY OVERVIEW
磨损表面形貌
重构表面形貌MAT在役微观再制造技术，是融合表面工程、摩擦学与润滑技术的在线摩擦治理方法。通过功能材料介入，利用设备服役时产生的摩擦热、载荷和剪切作用，在实际摩擦区域完成微观材料去除、补充、增材、改性和组织重建。
界面重构调控功能材料（Mechanically Activated Tribointerfacial Material，MAT材料）是这一过程的材料基础。以天然层状硅酸盐为基础的活性功能复合粉体，通过界面吸附、填充、剪切滑动与摩擦化学作用参与重构。
治理目标是促进界面磨损与微观增材补偿形成相对动态平衡，持续优化表面形貌、表层性能及配合间隙，减少摩擦损耗与零部件劣化。
02 / MECHANISM
从局部接触点的瞬态高温与高应力，到摩擦表面的结构重建。MAT将服役中的界面演化转化为可治理的工程过程。
进入实际摩擦接触区域
吸附、富集与摩擦化学作用
动态强化与微观增材补偿
通过微观材料去除与表面重整，改善粗糙度及接触形貌，减弱局部应力与电荷集中。
功能材料参与摩擦界面与润滑介质的作用，协同构建固液多元润滑环境。
在摩擦能作用下发生结构活化、物质迁移与摩擦化学反应，形成具有非晶或微晶特征的复合表层。
在实际接触区域补充材料、填充表面损伤，动态优化摩擦副表面状态与配合间隙。
闪温驱动原位熔覆（Flash-Temperature-Driven In-Situ Cladding，FTC）使功能材料在局部闪温点发生活化、混合、迁移、反应与再凝固，参与摩擦表层重构。结合实际工况与表面检测，评价重构层的形貌、成分和性能。
03 / ENGINEERING APPROACH
以设备状态确定介入时机，以检测记录评价治理效果。将材料、润滑与健康监测纳入同一条工程路径。
从装配、台架跑合、运输与调试阶段，到磨合后的服役阶段，结合设备工况实施表面强化，降低早期磨损与微动损伤。
针对微磨损、微点蚀、浅层疲劳和表面粗糙度恶化等界面问题，先评估损伤，再制定材料与润滑介入方案。
结合温度、振动、油液及内窥镜记录跟踪状态；必要时以表面形貌、成分和性能检测分析重构层。
ELECTRICAL EROSION
MAT动态抛光有助于减弱微观凸起处的电荷集中。Mso智能微纳米颗粒在高能区域形成的瞬态导电路径，可能促进电荷疏散；结合电流响应、表面形貌与设备工况，评价电腐蚀抑制及表面治理效果。
MAT.AI / CONDITION MONITORING
MAT将状态监测、故障诊断与材料治理相结合。电机轴承运维终端集成温度、振动监测和精准加注，润滑脂滴灌通过微量补充基础油与强化组分，改善润滑性能，支持持续的状态维护。
表面治理需以损伤评估为前提。断齿、滚动体破碎、大面积剥落、基体疲劳裂纹扩展至失效、保持架断裂及轴承座永久变形等结构性损伤，应按检修规范维修或更换。针对具体设备，MAT技术团队结合检测结果确定介入方案与检修安排。
04 / INDUSTRIAL APPLICATIONS
覆盖动力、传动与关键摩擦副。面向不同行业的设备结构和运行工况，将材料治理、润滑优化与状态监测融入实际运维。
主轴轴承 · 主齿轮箱 · 电机轴承 · 偏航与变桨系统
02柴油机 · 走行传动 · 轴箱与抱轴轴承 · 轮轨界面
03动力与传动系统 · 减速器 · 盾构机关键齿轮箱
04发动机 · 变速箱 · 减速器 · 差速器
05机床主轴与铣头变速箱 · 工业机器人RV与谐波减速器
06空冷岛风机齿轮箱 · 轴承 · 冷凝与破碎设备
07轧线轧轮轴承 · 重载齿轮与工业传动摩擦副
08柴油机 · 动力传动系统 · 舵桨传动系统
01 / WIND POWER
围绕主齿轮箱、主轴轴承及偏航、变桨系统，MAT从摩擦界面入手，改善齿面微点蚀、磨损及浅层表面损伤，并结合振动、油液和内窥镜检测持续评价设备状态。
T001机组于2025年9月添加MAT。初期齿面变化尚不明显，至2026年3月，内窥镜观察到修复层逐步覆盖、表面形貌改善；高频振动能量由介入前的0.6–0.7 m/s²，降至2026年1月后的≤0.1 m/s²。
低速高载荷滑动轴承台架在180小时修复运行后，轴表面多数划痕与凹坑消失，同位轴径增加20–40 μm，大块剥落仍存在。主轴轴承台架在15 rpm下连续运行20天，也观察到划痕与凹坑的填充现象。
治理前
治理后02 / RAIL TRANSPORT
MAT面向内燃机车柴油机、走行传动及轴箱轴承等关键部位，协同改善润滑与摩擦表面状态。针对长周期、高负荷运行，以油液监测、部件检测和运行考核跟踪技术状态。
哈密机务段DF8B机车16V280型柴油机于2002年12月至2007年11月完成115.2万公里应用考核。期间柴油机技术状态、润滑油理化性能及光谱铁谱监测指标正常；平均燃油单耗较对比新车节约2.2%，较全段同型号机车平均值节约4.0%。
在SKF机车轴箱轴承260小时台架试验中，通过治理前后表面形貌、微观观察和成分检测，评价轴承磨损界面的重构效果。
内燃机车
部件检查03 / CONSTRUCTION & MINING
针对盾构机、矿山机械及工程装备中的动力和减速传动系统，MAT通过材料与润滑介入，改善重载齿轮、轴承等摩擦副的表面状态，降低摩擦损耗与运行温升。
2013年，中国中铁隧道集团在直径9.33米的海瑞克盾构机上实施应用。与同型号、同标段、同施工量的对比机相比，主刀盘驱动齿轮箱能量输出效率高18.6%，螺旋输送机齿轮箱高8.3%；两处油温分别低1.9℃和5.3℃。
施工现场
系统示意04 / ROAD TRANSPORT
MAT应用于发动机、变速箱、减速器与差速器等车辆摩擦部位，改善接触表面的形貌与润滑状态，服务于营运车辆的燃油经济性、动力性能和长期运行可靠性。
青岛交运巴士以3台公交车开展15000公里应用试验，燃油节约率为3%–6%，发动机输出功率提高2%–5%，尾气排放降低30%–50%。具体效果与车辆状态、运行路线和负载条件相关。
车辆应用范围05 / PRECISION MANUFACTURING
从机床主轴、铣头变速箱到工业机器人RV与谐波减速器，MAT针对高精度传动中的摩擦与磨损开展表面治理，结合设备结构、润滑方式和运行工况制定介入方案。
中船大连船用推进器有限公司的龙门数控铣床铣头变速箱，原平均维护周期约6个月，每次维修成本40–60万元。2022年10月采用MAT后，至2024年6月仍保持稳定状态，累计节省维修费80多万元，减少维修停机至少2个月。
机器人关节传动中，围绕减速器齿轮及轴承的接触界面开展摩擦治理，并通过表面形貌与材料成分检测评价重构效果。
龙门数控铣床
工业机器人06 / THERMAL POWER & COOLING
围绕空冷岛风机齿轮箱、轴承及相关传动部位，MAT通过润滑协同与表面重构改善设备运行状态。在持续运行工况下，结合驱动电流、振动和温度变化，评价治理效果。
神华电厂空冷岛风机齿轮箱应用中，两台试验机的驱动电流分别下降2.1%和1.9%，同时观察到振动信号下降。驱动电流变化需结合负载与运行条件分析，不能直接等同于整机节电率。
空冷岛风机07 / METALLURGY
冶金装备中的轧轮轴承与重载工业传动，长期承受高载荷与复杂润滑条件。MAT在可治理的表面损伤范围内介入，改善滚子、滚道等接触区域的磨损状态，并进行分阶段检查。
钢铁轧线轧轮轴承应用中，在治理前、运行200小时及1500小时三个阶段观察滚子与滚道形貌。后续检查可见滚子表面状态改善，作为持续评价摩擦界面重构的依据。
治理前
治理1500小时08 / MARINE PROPULSION
船舶柴油机、动力传动与舵桨传动系统，是MAT面向长周期服役装备的应用方向。围绕齿轮、轴承及其他润滑摩擦副，结合负载、油品和表面状态，制定材料与润滑协同方案。
工程介入以设备状态评估为起点，通过温度、振动、油液和部件检查跟踪运行变化，为动力系统的维护与全寿命周期摩擦治理提供依据。
船舶动力应用场景案例结果对应具体设备与试验工况。治理方案、适用范围及评价周期，以设备结构、损伤评估、润滑条件和运行负载为依据。
05 / ENGINEERING SUPPORT
