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海洋经济的发展给人类带来了极大的经济效益,但是海洋环境下服役的设备、船只和平台不仅面临着严峻腐蚀环境的考验,而且在运动过程中还会发生严重的摩擦磨损。在材料表面涂覆有机防护涂层是目前最高效、经济的方法。环氧树脂具有诸多优点,如：优越的热稳定性、机械强度、粘接性、防腐性和绝缘性,是聚合物中使用最为普遍的一种树脂。对于海洋环境来说,涂层的摩擦、防腐性能至关重要。因此,研究环氧树脂涂层材料的摩擦防腐综合性能成为目前一个重要课题。本文以铸铁为基片,系统研究了分子结构、表面形貌和内部结构对环氧复合涂层材料的摩擦学表现和防腐性能的影响规律,并从微观尺度深入探讨了环氧复合涂层的摩擦和防腐机理。采用链状二乙烯三胺(DETA)、环状+链状异佛尔酮二胺(IPDA)和苯环状间苯二胺(m-PDA)三种不同分子结构的固化剂固化环氧树脂。研究结果表明,m-PDA固化的环氧涂层具有最高的摩擦系数(COF),而DETA的固化环氧涂层具有最低的COF值,这可能与固化剂的柔性链状分子结构有关。电化学试验表明,IPDA固化的环氧涂层具有最好的耐蚀性,而m-PDA固化的环氧涂层的耐蚀性最差,这是由于分子结构和分子量影响了涂层的内部交联网络和界面结构导致的。在发现DETA固化的环氧涂层表面存在大量的孔状结构的基础上,进一步研究了涂层的表面形貌对其摩擦和防腐性能的影响,采用不同温度(室温、80℃、100℃和120℃)对环氧涂层进行固化处理。结果发现,120℃固化的环氧涂层具有最优的摩擦学性能,这与涂层浅坑状的表面形貌和高的表面硬度有关。在3.5wt%NaCl溶液中浸泡24h后,80℃固化的环氧涂层表现出最优的防腐性能,这与涂层表面的微结构及疏水性能密切相关。最后,采用两种不同形状的功能化的富勒烯C60(FC60)和石墨烯(FG)改性环氧树脂,研究了纳米碳材料的形貌和含量对环氧复合涂层的摩擦和防腐性能的影响。采用FTIR、 XRD、Raman和XPS对改性碳纳米材料和制备涂层的结构特性进行分析,TEM、SPM和SEM被用于分析改性碳纳米材料形貌特性和其在基体中的分散性和相容性。通过UMT-3摩擦磨损试验机和电化学工作站研究制备涂层的摩擦和防腐性能发现。发现,与纯环氧涂层相比,复合环氧涂层具有较低的摩擦系数、磨损面积和较高的耐蚀性,其中FC60和FG的最优添加含量为0.5wt%,这是碳纳米材料的增强、润滑和阻隔效应与裂纹聚集的共同作用结果。此外,与FG/EP涂层相比,FC60/EP涂层表现出优异的摩擦性能和较差的耐蚀性能,这与碳纳米材料的形状有关。