動態服役裝備表界面磨損與腐蝕的協同防護

樊小強，朱旻昊

（西南交通大學 材料科學與工程學院，成都 610031）

［摘要］動態服役裝備以軌道交通車輛為例，運行于廣域服役環境（高寒、酷熱、潮濕、風沙、酸雨、霧霾、鹽霧、強外場、輻照等多環境交互）和極端工況（高速、重載、高周）耦合下，不可避免地發生磨損、疲勞和腐蝕等損傷，造成零部件變形、表面狀態變化、應力分布改變、服役性能衰退等退變嚴重影響并威脅到裝備全壽命周期內的高可靠性、可用性、可維修性和安全性，即圍繞軌道交通裝備全壽命周期的RAMS，亟需開展多功能防護材料及其性能調控和工程應用方面的研究，解決因多環境和變工況誘發的腐蝕、污損、沖蝕、振動噪音、疲勞和磨損等嚴重影響關鍵部件全壽命、高可靠、高安全服役的問題。利用二維納米材料的結構與性能優勢，結合金屬腐蝕理論、摩擦學設計、納米科學與技術、復合化技術，開展了基于復合添加劑的低摩擦、高承載和防腐蝕的功能潤滑油脂和防腐蝕與耐磨損的功能涂料體系研發工作，解決碳納米材料在基礎油、樹脂涂料中易團聚、難分散和兼容性差的應用難題，從而調控了基體材料的防護功能，制備出一系列高性能的納米材料雜化潤滑油脂、防護涂料體系，研究了其防腐耐磨性、耐候性、防護壽命、涂裝性能、以及廣域多環境和變工況下的綜合防護性能，揭示了材料在該環境下的防護機理和失效機制，解決重大裝備長期服役過程中的腐蝕失效和磨損損傷等嚴重問題。