固体润滑材料这个概念是在50年代初伴随着航天的发展而发展起来的一门学科。国内于64年提出固体润滑材料研究。像任何机械运动固件一样,空间润滑的目的也是为了减小运动部件间的摩擦,提高运动精度;此次,外空间润滑还要防止真空冷焊。
所谓真空冷焊,就是部件表面由于真空脱附作用而变得很洁净,这就使部件表面之间能够充分接触,同时部件在运动时要承受一定的载荷,在载荷作用下会产生一个键和力,而键和力的作用使得两个接触面很可能形成焊接的效果。 真空冷焊效应使得常用部件极易发生黏接, 对一个运动机构来说,这是必需加以避免的。
然而在地球环境下常用的润滑油、润滑油脂等,在太空环境下会出现挥发、分解、降解等状况,可能导致润滑的早期失效。由于这一系列的原因,限制了通常的润滑油和润滑油脂的使用。一种办法是采用密封措施,但这会增加结构的复杂程度和航天器的重量,是不利于航天飞行的。另一种就是采用固体润滑的办法。固体润滑实际上就是采用固体材料来代替润滑油和润滑油脂。举例来说, 石墨就具有典型的固体润滑作用。石墨的滑移性质,使其在压力作用下易留下痕迹。这也是航天员在空间写字只能用铅笔写的原因。不过由于常用的石墨极易被氧化,限制了其实际的工程应用。
太空用固体润滑材料由于一些特殊的性质,在空间几乎不挥发,而且对温度不敏感,如果能够有很好的润滑行为的话,就可以保证航天器的运动机构可靠的在轨运行。
我国从60年代开始,一直在研究固体润滑材料。早在“东方红一号”的时候,就已有固体润滑材料投入使用。载人航天工程的启动对国内润滑材料的发展起到很大的推动作用,因为工程当中提出的很多设计思想变成工程实用,其中一个关键技术就是固体润滑材料应用的问题。与过去使用的材料不同的是,载人航天工程对固体润滑材料的性能、使用时间等要求都有了很大提高。从“神舟一号” 开始就做了很多关于这种材料的研究工作,包括大量的试验考核。