动态服役装备表界面磨损与腐蚀的协同防护

樊小强，朱旻昊

（西南交通大学 材料科学与工程学院，成都 610031）

［摘要］动态服役装备以轨道交通车辆为例，运行于广域服役环境（高寒、酷热、潮湿、风沙、酸雨、雾霾、盐雾、强外场、辐照等多环境交互）和极端工况（高速、重载、高周）耦合下，不可避免地发生磨损、疲劳和腐蚀等损伤，造成零部件变形、表面状态变化、应力分布改变、服役性能衰退等退变严重影响并威胁到装备全寿命周期内的高可靠性、可用性、可维修性和安全性，即围绕轨道交通装备全寿命周期的RAMS，亟需开展多功能防护材料及其性能调控和工程应用方面的研究，解决因多环境和变工况诱发的腐蚀、污损、冲蚀、振动噪音、疲劳和磨损等严重影响关键部件全寿命、高可靠、高安全服役的问题。利用二维纳米材料的结构与性能优势，结合金属腐蚀理论、摩擦学设计、纳米科学与技术、复合化技术，开展了基于复合添加剂的低摩擦、高承载和防腐蚀的功能润滑油脂和防腐蚀与耐磨损的功能涂料体系研发工作，解决碳纳米材料在基础油、树脂涂料中易团聚、难分散和兼容性差的应用难题，从而调控了基体材料的防护功能，制备出一系列高性能的纳米材料杂化润滑油脂、防护涂料体系，研究了其防腐耐磨性、耐候性、防护寿命、涂装性能、以及广域多环境和变工况下的综合防护性能，揭示了材料在该环境下的防护机理和失效机制，解决重大装备长期服役过程中的腐蚀失效和磨损损伤等严重问题。