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海洋环境下物理气相沉积氮/碳基抗磨蚀涂层的研究进展

2021-08-03李淑钰刘应瑞郭鹏孙丽丽柯培玲汪爱英

表面技术 2021年7期

李淑钰,刘应瑞,郭鹏,孙丽丽,柯培玲,汪爱英

(1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 a.中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室b.浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,浙江 宁波 315201;2.中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049)

海洋战略是关系民族生存发展和国家兴衰安危的国家战略,党的十九大报告在实施区域协调发展战略中明确指出:“坚持陆海统筹,加快建设海洋强国”[1]。海洋工程装备是海洋经济发展的基础,特别是随着以南海为主的海洋重大战略工程实施,发展先进海洋工程装备和高技术船舶成为海洋开发的重点突破领域。船舶推进器轴承、潜艇浮力调节系统、水下机器人关节、海水液压系统柱塞泵、深海钻井升沉补偿装置等海工装备关键运动部件,不仅面临严重海洋腐蚀环境,其工作时还面临高静水压、高盐腐蚀等苛刻环境,这使材料服役性能极易退化失效(见图1)[2-6],严重影响海洋工程装备的使用寿命和运行稳定性,甚至可能引起灾难性事故。设计和发展高性能海洋环境抗磨蚀防护材料与技术,已成为材料科学与海洋学科领域的研究交叉前沿。

图1 海洋环境中摩擦部件面临的威胁[2-6]Fig.1 Threats to friction parts in the marine environment[2-6]

鉴于海洋强腐蚀性环境特点,通常选择具有良好耐蚀性的合金材料作为海工装备零部件材料,如304、316L、904L 不锈钢以及钛合金等[7-10]。这些材料在作为摩擦运动部件时,面临更严重的磨损和腐蚀交互加剧失效的问题。为此,一系列高硬度的氧化铝、氮化硅、Ti(C,N)基等陶瓷材料也被应用在海洋环境摩擦部件中[11-13]。……

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