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随着海洋工程的迅猛发展,海洋环境污染等一系列问题引起了广泛关注。为了更好地保护海洋环境,海洋工程装备中传统金属材料的摩擦副正逐步实现―以塑代钢‖。聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料因其强耐腐蚀性能、质轻、低摩擦因数等优异性能已经成为干摩擦条件下复合材料摩擦学性能研究的热点,然而其在海水润滑条件下的摩擦磨损性能的研究却鲜见报道。因此开展研究其在海水润滑条件下的摩擦学行为具有现实的工程意义同时也将丰富海洋摩擦学理论。本文将纳米蛇纹石(nano-Serpentine)填充到PTFE基体中,利用冷压烧结工艺制备PTFE/Serpentine复合材料,316L不锈钢作为金属配偶副;借助扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对PTFE/Serpentine复合材料及其金属配偶副进行了磨损表面形貌分析和摩擦学机理分析。系统研究了nano-Serpentine含量及其表面改性前后对PTFE/Serpentine复合材料海水中的物理、力学性能及海水润滑条件下的摩擦学性能的影响;研究表明:表面改性前后,随着nano-Serpentine含量的增加,PTFE/Serpentine复合材料的硬度和海水吸收率逐渐增大,拉伸强度逐渐减小,塑化不是影响复合材料在海水润滑条件下摩擦学性能的主要原因。表面改性复合材料的海水吸收率、硬度、拉伸强度、摩擦学性能均优于未表面改性的复合材料。确定出表面改性nano-Serpentine填充含量为15%的PTFE/Serpentine复合材料海水中的综合性能最佳。基于上述研究内容,探索了海水润滑条件不同工况下(载荷、滑动速度)表面改性nano-Serpentine最佳填充含量的PTFE/Serpentine复合材料的摩擦学性能;研究表明:PTFE及其复合材料在海水润滑条件下的磨损机制主要表现为不同程度的磨粒磨损和塑性变形。PTFE/Serpentine复合材料在海水润滑条件下发生摩擦化学反应生成的Mg(OH)2与CaCO3能够依附在转移膜上,使得海水润滑条件下复合材料的摩擦学性能显著提高。在不同载荷和滑动速度下表面改性PTFE/Serpentine复合材料海水润滑条件下表现出的摩擦学性能差异较大,确定出该复合材料最佳适用工况为低/中载荷和中/高转速。