低溫軸承的仿生非光滑表面設計：仿生非光滑表面設計借鑒自然界生物的表面結構，改善低溫軸承的摩擦與抗冰性能。模仿北極熊毛發的中空管狀結構，在軸承表面加工微米級空心柱陣列，這些結構在 - 40℃時可捕獲并儲存少量潤滑脂，形成自潤滑微環境，使摩擦系數降低 22%。同時，模擬荷葉表面的微納復合結構，在軸承表面制備凸起與凹槽相間的非光滑形貌，降低冰與表面的附著力。在極地科考設備用軸承應用中，仿生非光滑表面使軸承的抗冰粘附能力提高 4 倍，避免因冰雪積聚導致的運行故障。低溫軸承在液氮循環設備中，依靠特殊潤滑配方持續運轉。江西低溫軸承國標

低溫軸承的低溫摩擦學性能研究：低溫環境下，軸承的摩擦學性能發生明顯變化。潤滑脂在低溫下黏度急劇增加，流動性變差，導致潤滑膜厚度變薄，摩擦系數增大。實驗表明，普通鋰基潤滑脂在 -120℃時，黏度增加至常溫下的 100 倍，此時軸承的摩擦系數從 0.02 上升至 0.15。為改善低溫摩擦性能，研發了新型含氟潤滑脂，其基礎油具有極低的凝點（可達 -70℃），且添加了納米二硫化鉬顆粒作為固體潤滑劑。在 -150℃測試中，該潤滑脂使軸承的摩擦系數降低至 0.05，磨損量減少 60%。此外，優化軸承的表面形貌，采用微織構技術在滾道表面加工微小凹坑，可儲存潤滑脂，進一步降低摩擦和磨損。江西低溫軸承國標低溫軸承的防水設計，防止低溫下水分凍結。

低溫軸承材料的微觀結構演變機制：低溫環境下，軸承材料微觀結構的穩定性直接影響其服役性能。通過透射電子顯微鏡（TEM）與原子探針斷層掃描（APT）技術研究發現，鎳基合金在 - 196℃時，γ' 相（Ni?(Al,Ti)）的尺寸與分布發生明顯變化。低溫促使 γ' 相顆粒尺寸從常溫下的 80nm 細化至 50nm，形成更均勻的彌散強化效果，提升合金的抗蠕變能力。在銅鈹合金體系中，低溫誘發的 β 相（CuBe）向 α 相（Cu 基固溶體）的馬氏體轉變，產生大量位錯和孿晶結構，使合金的硬度提升 35%。這些微觀結構演變機制的揭示，為低溫軸承材料的成分設計與熱處理工藝優化提供了理論依據，助力開發出在極端低溫下具備穩定力學性能的新型材料。

低溫軸承的磁流變潤滑技術應用：磁流變潤滑技術利用磁流變液在磁場作用下黏度可快速變化的特性，改善低溫軸承的潤滑性能。磁流變液由微米級磁性顆粒（如羰基鐵粉）分散在低凝點基礎油（如硅油）中制成，在 - 120℃時仍具有良好的流動性。在軸承運行時，通過外部電磁線圈施加磁場，磁流變液黏度迅速增大，形成高黏度的潤滑膜，提高承載能力；當停止施加磁場，磁流變液又恢復低黏度狀態，便于軸承啟動和低速運轉。在低溫壓縮機用低溫軸承中應用磁流變潤滑技術后，軸承的摩擦功耗降低 35%，磨損量減少 50%，且能適應不同工況下的潤滑需求，提升設備的運行效率和可靠性。低溫軸承的安裝防冷焊處理，避免金屬部件在低溫粘連。

低溫軸承的形狀記憶合金自修復結構設計：形狀記憶合金（SMA）具有在一定溫度下恢復原始形狀的特性，可應用于低溫軸承的自修復結構設計。在軸承的保持架或密封結構中嵌入鎳鈦形狀記憶合金絲，當軸承出現局部磨損或變形時，通過外部加熱（如電阻加熱）使 SMA 絲溫度升高至相變溫度以上，SMA 絲恢復形狀，補償磨損或變形造成的間隙。實驗表明，在 - 120℃環境下，經過 3 次自修復循環后，軸承的運行精度仍能保持在初始狀態的 95%。這種自修復結構可延長軸承的使用壽命，減少設備的維護次數，特別適用于難以頻繁維護的低溫設備，如深海低溫探測器。低溫軸承的表面特殊涂層，減少低溫下的粘附現象。江西低溫軸承國標

低溫軸承的密封性能優化，防止低溫介質滲入。江西低溫軸承國標

低溫軸承的分子動力學模擬研究：分子動力學模擬從原子尺度揭示低溫環境下軸承材料的摩擦磨損機制。模擬結果顯示，在 - 200℃時，潤滑脂分子的擴散速率降低至常溫的 1/50，分子間氫鍵作用增強，導致潤滑膜黏度急劇上升。通過模擬不同添加劑分子（如含氟表面活性劑）與軸承材料表面的相互作用，發現添加劑分子在低溫下能夠優先吸附于表面活性位點，形成低摩擦界面層。這些模擬研究為低溫潤滑脂的分子結構設計提供指導，助力開發出在極端低溫下仍能保持良好潤滑性能的新型潤滑材料。江西低溫軸承國標