3种粘结固体润滑涂层的摩擦学及气蚀性能研究

作     者：王伊枨 刘昭 侯国梁 马俊凯 万宏启 吉利 周惠娣 陈建敏 

作者机构：中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料重点实验室(原固体润滑国家重点实验室) 中国科学院大学材料与光电研究中心 西安航天动力研究所 

出 版 物：《摩擦学学报》 (Tribology)

年 卷 期：2025年

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：中国科学院战略性先导科技专项(XDB0470102) 中国科学院青年创新促进会会员项目(2020416) 中央引导地方科技发展资金项目(23ZYQA0320) 陇原青年英才项目资助 

主　　题：粘结固体润滑涂层 摩擦学性能 气蚀性能 航空煤油 失效机理 

摘      要：为深入研究航空燃油泵止推轴承表面用粘结固体润滑涂层在极端工况下的失效行为，采用MMW-1立式万能摩擦磨损试验机和超声振动气蚀试验机对比研究了MoS2/石墨基粘结固体润滑涂层、MoS2基粘结固体润滑涂层和石墨基粘结固体润滑涂层3种现役涂层在RP-3航空煤油中的摩擦学性能和气蚀性能；基于光学显微镜（OM）、三维光学形貌仪、扫描电子显微镜（SEM）分析了涂层原始表面以及摩擦和气蚀后表面形貌，利用高分辨X射线衍射仪（XRD）对比了摩擦前后涂层的物相组成，采用拉曼光谱仪对摩擦转移膜和涂层气蚀剥落碎屑的成分进行了表征，探讨了涂层的防护及失效机理。结果显示：在RP-3介质中，以石墨为润滑剂的石墨基粘结固体润滑涂层摩擦系数低至0.083，磨损率为1.5×10-6mm3/（N·m），表现出最好的摩擦学性能；3种涂层磨斑区域在摩擦前后没有出现物相变化，保持了良好的摩擦化学稳定性；对偶材料表面形成的转移膜有利于进一步降低摩擦系数。3种涂层在煤油中的抗气蚀性能较差，表现出填料率先脱落加速涂层片状剥离的特征；因MoS2的承载能力较差且颗粒尺寸偏大，气蚀剥离程度最为严重，导致MoS2/石墨基粘结固体润滑涂层加速气蚀10 h后脱落面积高达95.83%；石墨基粘结固体润滑涂层抗气蚀性能较好，涂层脱落面积为84.73%，更适合作为止推轴承表面润滑耐磨抗气蚀涂层使用。