10月21至27日，由国家科技部、发展改革委、财政部、军委装备发展部、军委科技委、北京市人民政府联合主办的国家“十三五”科技创新成就展（以下简称成就展）在北京展览馆举行。展览以“创新驱动发展 迈向科技强国”为主题，集中展示“十三五”期间我国取得的重大科技成果和科技发展、改革最新进展。中国科学院兰州化学物理研究所与清华大学、洛阳轴承研究所有限公司合作完成“陶瓷球无油磁悬浮转子保护轴承”入选参展。
轴承是当代机械设备中的重要零部件之一，其性能决定着重大装备和主机产品的稳定性、安全性和可靠性，被誉为装备制造的“心脏”。由于磁悬浮轴承无机械接触，因此转子可以达到很高的运转速度，具有机械磨损小、能耗低、噪声小、寿命长、无需润滑、无油污染等优点，特别适用高速、真空、超净等特殊环境，可广泛用于机械加工、涡轮机械、航空航天、真空技术、转子动力学特性辨识与测试等领域。
保护轴承是磁悬浮转子跌落时的最后一道安全屏障，提升其跌落可靠性意义重大。现有的轴承设计准则所适用的工况，与保护轴承的实际工况有显著差异；常规轴承材料难以满足重型磁悬浮转子的保护轴承工况要求。因此，保护轴承的设计制备和跌落可靠性是我国磁悬浮轴承技术推广应用的主要障碍。
针对上述关键问题，清华大学、洛阳轴承研究所有限公司和中国科学院兰州化学物理研究所合作完成“陶瓷球无油磁悬浮转子保护轴承”，取得了突破性的成果；研制出自主产权的无油润滑磁悬浮保护轴承，立式转子质量≥3000kg，跌落转速≥3000r/min，无转子损伤抗跌落次数≥10次。
中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室乔竹辉研究团队，针对磁悬浮转子跌落时动能大和易造成保护轴承局部过热导致无油润滑状态下保护轴承极易失效的问题，开展了高性能陶瓷滚珠的研究，通过工艺控制解决了材料制备过程中基体相与增强相、润滑相之间相互反应引起力学性能恶化、润滑失效的问题，并成功解决陶瓷滚珠易开裂、难致密的难题，制备出高强韧、耐磨、抗冲击一体化的Si3N4轴承滚珠。
该成果有望在高速离心压缩机、高速离心鼓风机、高速电机、高速燃气透平等高端装备的设计与制造方面实现重大突破，为我国超高速电机及离心机械的产业技术升级奠定基础、积累经验，带动一大批相关产业的技术革新，具有广阔市场应用前景。
以上工作得到了国家自然科学基金、中科院青促会、山东省重大基础研究、烟台市经发科创局自主创新项目的支持。
