氢能源作为一种清洁能源,在解决化石能源危机和减缓气候变化等方面扮演着至关重要的角色。但由于氢气扩散速度快、爆炸极限宽、点火能量低等诸多因素,极易被引燃发生爆炸。由于输送机、研磨机和抛光机等工业生产设备在使用过程中产生的高温热表面以及摩擦火花,能够引燃氢气发生爆炸事故。但是目前对金属摩擦火花以及热表面的能量表征仍不明确,金属摩擦对可燃性物质的引燃机理仍不清晰。因此本文开展摩擦火花以及摩擦热表面特征参数变化的规律研究、金属摩擦对氢气引燃机制的研究,并揭示惰性气体氛围下金属摩擦对氢气的引燃机制。主要结论如下:（1）研究了摩擦速度、摩擦压力、金属种类以及惰性气体对金属摩擦火花和摩擦热表面温度的影响规律。随着摩擦速度与摩擦压力的增加,金属摩擦火花的分布范围增广,摩擦热表面的温度逐渐升高。金属材料的热导率越低,摩擦热表面达到的最高温度越高。摩擦压力为44.48 N,摩擦速度为10.47 m/s的摩擦条件下,铸铁、304不锈钢以及316不锈钢摩擦热表面达到的最高温度分别为826±8.3℃,948±9.5℃和999±10.0℃,摩擦火花最高温度分别为1132±11.3℃、1365±13.7℃以及1401±14.0℃。二氧化碳对金属摩擦的抑制作用比氮气更明显,当添加二氧化碳的浓度40%时,铸铁、304不锈钢以及316不锈钢摩擦热表面的最高温度分别降低了48.1%、47.7%以及49.5%,摩擦火花颗粒的最高温度分别降低了32.6%、31.6%以及30.6%。扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）以及X射线光电子能谱仪（XPS）对金属摩擦产物的分析结果表明,摩擦产物的氧原子百分比随着惰性气体含量的增加而降低。（2）研究了金属摩擦对氢气的引燃机理。金属摩擦对氢气具有摩擦颗粒引燃以及摩擦热表面引燃两种引燃模式。热导率高的金属材料（铸铁）在相同引燃概率下,对氢气的引燃温度较低。在引燃概率为0.5,摩擦压力为44.48 N,摩擦速度为10.47 m/s的摩擦条件下,铸铁、304不锈钢和316不锈钢摩擦颗粒的点火温度分别为570℃、587℃和590℃。惰性气体氛围下金属摩擦对氢气的引燃概率降低,引燃概率为0.5时,添加氮气含量40%,铸铁引燃氢气的临界热表面温度需达到645℃;添加二氧化碳含量40%,引燃氢气的临界热表面温度需要达到693℃。金属摩擦强度增大,金属材料热导率越低,能够引燃的氢气爆炸下限越低。316不锈钢金属能够引燃的氢气爆炸下限最低,铸铁最高。铸铁、304不锈钢与316不锈钢能够引燃的氢气爆炸下限为5.9%、5.8%、5.8%（44.48N,10.47 m/s）。当摩擦压力从11.12 N上升到44.48 N时,铸铁引燃氢气爆炸下限由7.7%下降到5.9%。