Welcome to | 関西大学機械設計研究室【呂】

【教授简介】

吕仁国 Renguo LU

教授（博士生导师），工学博士，摩擦学专家

日本机械学会会员，日本摩擦学学会会员，日本表面真空学会会员

【研究方向】

本课题组以摩擦学为中心，开展与摩擦，磨损，润滑，表面工程等相关的基础和应用研究工作。主要研究方向如下所述：

（１）面向超低摩擦界面的分子设计（机械化学 × 摩擦学 × 材料 × 润滑 × 机械工程）

概要
通过融合机械化学、摩擦学、材料科学、润滑科学与机械工程，从分子尺度研究摩擦过程中发生的化学反应以及表面与界面的动态变化，揭示界面现象的基本机制，并建立超低摩擦、高性能表面与界面的设计原理。

研究展望
通过从分子尺度揭示界面现象的本质，并基于其作用机制调控界面反应，实现超低摩擦、低磨损和高性能表面与界面设计，从而提高机械元件的可靠性与使用寿命，并降低摩擦引起的能量损失。

（２）揭示摩擦磨损机制，设计高性能表面（摩擦学 × 仿生学 × 表面拓扑）

概要
通过融合摩擦学、仿生学与表面拓扑，研究摩擦与磨损的基本机制，并借鉴自然界中具有优异功能的表面结构，将其设计原理应用于工程领域，开发具有低摩擦、低磨损特性的高性能表面与界面。

研究展望
通过揭示摩擦磨损机制，并对源于自然界功能结构的表面形貌与微织构进行优化，提高润滑性能，降低摩擦与磨损，进而实现兼具高性能与高耐久性的表面与界面设计，延长机械元件的使用寿命。

（３）利用图像分析揭示润滑膜形成机制（图像分析 × 摩擦学 × 润滑脂）

概要
通过融合图像分析与摩擦学，对润滑脂润滑条件下润滑膜的时间与空间分布进行高精度可视化和定量分析，并进一步研究稠化剂行为与润滑膜形成之间的关系，从而揭示润滑脂的润滑机制。

研究展望
通过定量可视化润滑膜的形成与演变过程，揭示稠化剂促进润滑膜形成与保持的作用机制，实现对润滑膜状态及摩擦特性的高精度评价，为高性能、长寿命润滑脂及润滑剂的优化设计与开发提供理论和技术基础。

（４）机械设备维护用人工智能检测系统的开发（机器学习 × 摩擦学 × 机械维护）

概要
通过融合机器学习与摩擦学知识，利用声发射（AE）、振动等传感信号捕捉机械系统的早期微小损伤，并研究摩擦、磨损、润滑状态与损伤演化之间的关系，建立高精度的机械健康状态诊断方法。

研究展望
通过融合传感数据与摩擦学知识，识别损伤的早期征兆及其演化过程，并利用机器学习实现高精度状态诊断，从而实现故障早期检测，提升预测性维护水平，提高机械系统可靠性并降低维护成本。

（５）面向EV时代的先进摩擦学表面技术（电动汽车（EV）× 机电一体化 × 摩擦学）

概要
以摩擦学基本原理为基础，研究电动汽车及机电一体化系统中的摩擦、磨损与润滑现象。通过对驱动系统和机械元件的表面与界面进行合理调控，降低能量损失，实现高效率、高可靠性和长寿命的机械系统。

研究展望
通过揭示电动汽车及机电一体化系统中的摩擦磨损机制，并优化表面与界面特性，降低摩擦引起的能量损失以及磨损与损伤，从而提高系统效率、可靠性和使用寿命，同时降低环境负荷。

（６）揭示极端环境下的摩擦与润滑机制（真空科学 × 航天工程 × 半导体制造 × 摩擦学）

概要
研究从大气环境到高真空环境中表面与界面现象以及摩擦、磨损和润滑行为的变化规律，揭示环境因素对界面行为的影响，并面向航天装备和半导体制造设备等极端工况，建立高可靠性的润滑与界面设计方法。

研究展望
通过揭示真空环境特有的摩擦、磨损与润滑机制，开发适用于极端环境的先进表面与润滑技术，实现低磨损、低颗粒产生和稳定润滑，从而提高航天装备及半导体制造设备的可靠性与使用寿命。

欢迎报考本实验室硕士研究生和博士研究生！由于摩擦学是一门交叉学科，我们不仅欢迎机械专业的学生，也欢迎材料，化学等专业的学生报考。本实验室也欢迎博士后前来开展科研工作。

【实验设备】

飞行时间二次离子质谱仪（Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry, TOF-SIMS)
X射线光电子能谱仪 (X-ray Photoelectron Spectroscopy, XPS)
原子力显微镜 (Atomic Force Microscope, AFM)
拉曼光谱显微镜 (Micro-Raman Spectroscopy)
红外光谱显微镜 (Infrared Microspectroscopy)
3D激光显微镜 (3D Measuring Laser Microscope)
接触角测量仪 (Contact Angle Meter)
椭偏仪 (Ellipsometer)
润滑油膜的原位红外观察系统 (In-situ Micro-FTIR Spectroscopy for Observation of Lubricant Molecules)
润滑油摩擦化学稳定性的原位分析系统 (In-situ Measurement System of Tribochemical processes)
原位摩擦显微镜 (In-situ Triboscope)
各式摩擦试验机