1.6 其他技术在关键摩擦副材料中的应用

　　21世纪是人类全面认识、开发利用和保护海洋的新世纪。海洋工程材料的发展与突破是实现海洋科技创新、海洋可持续发展的基础和先导。海洋工程材料在海洋极端环境下的摩擦学问题及失效机制的探索成为我国海洋工程领域亟待发展的关键技术之一。当前海水环境下关键摩擦副材料的研究除了前面介绍的几种以外，还有一些新的技术。表面工程技术近年来已成为实现海洋工程装备材料最终性能的重要手段，它可以不破坏材料的自身性能，对材料表面性能进行强化或再生，使材料表面具有优异的'摩擦学特性。海洋工程装备关键部件的表面强化技术主要有离子注入、表面涂层技术等。根据相关的研究，离子注入可有效地降低陶瓷的摩擦系数和磨损率，陶瓷表面特定的涂层可有效改善其在水润滑中的摩擦磨损性能。张明星等研究发现，Ni-B涂层可有效提高45#钢的耐腐蚀性能，使其在海水中的腐蚀速度降低。刘栓等研究表明石墨烯环氧涂层可有效降低摩擦副在海水环境中的摩擦系数和磨损率。陈颢等在铸铁表面制备了3种不同环氧值的环氧树脂涂层，发现海水环境中涂层的摩擦系数和磨损率均低于干燥条件，涂层在接触面可形成水膜将摩擦副隔开，减小了接触面积和载荷;磨屑被海水及时带走抑制了磨粒磨损，减小了摩擦系数和磨损率。王建章等研究了聚四氟乙烯/Ni-P合金涂层在海水润滑下的摩擦学行为，研究结果显示：水相介质没有对Ni-P涂层造成腐蚀;海水润滑下Ni-P合金涂层表面沉积了分子淤泥状的物质Mg(OH)2和CaCO3，使其具有一定的边界润滑作用，起到隔离摩擦副阻止摩擦副的直接接触。考虑到许多摩擦副材料在海洋环境下的腐蚀行为，涉及电化学腐蚀、载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，因此，研究海水环境下材料的耐腐蚀磨损也尤为关键。通过选取性能优异的材料，优化工件的设计以此来减少摩擦过程中的腐蚀磨损，同时通过电化学保护、表面处理等技术来控制腐蚀磨损也是近年来的发展趋势之一。材料的表面改性也能提高材料的耐磨性和抗蚀性，日益受到材料防腐蚀领域的重视。

　　总体来看，表面工程技术可以赋予材料表面特殊的性能，使其在海水环境下具有较好的摩擦学性能，是海洋材料摩擦学的主要发展方向之一。涂层材料在海水环境的作用下可形成一层润滑膜，阻止摩擦副的直接接触，使摩擦副具有优异的摩擦性能，海水的混合润滑作用进一步提高摩擦副的摩擦学性能。研究材料的电化学腐蚀，载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，对减少材料的腐蚀磨损也至关重要。新型的研究方法能极大地拓宽海洋材料的种类，同时也为海洋工程装备的关键摩擦副材料提供了有力支撑。探索出针对不同配副的表面技术和耐腐蚀技术以期获得优异的摩擦学特性是未来海洋环境下关键摩擦副材料的发展方向。

　　2 结语

　　海洋资源开发和海洋经济活动的发展都离不开相关设备的支持，而开展海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究，不但可以丰富现有的摩擦学理论，促进海洋极端环境下摩擦学实验的长足发展，而且引入材料学、防腐蚀等学科内容，可弥补现有知识的不足，为我国海洋领域存在的工程技术问题的解决提供新的方法与思路，也为海洋装备及关键摩擦副的安全及可靠性工作提供有力的支持。虽然海洋环境下材料的摩擦学有了一定的发展，但由于海洋环境的复杂多变，海洋工程装备面临的摩擦学问题复杂多样，试验难度大等问题，目前，该领域仍有许多问题值得进一步研究。

　　(1)材料在海水环境下的摩擦磨损多是某些因素交互作用产生的，这些交互作用机理对材料摩擦学影响的研究尚不完善，例如，腐蚀和机械磨损对关键摩擦副的交互作用机理、机械磨损和摩擦化学磨损对关键摩擦副的交互作用机理等。

　　(2)海水介质环境较为复杂，海水环境对材料摩擦学的影响机理尚不完善，例如，海水的压力、卤化物浓度、含沙量、温度等对关键摩擦副摩擦性能的影响。

　　(3)试验方法和技术需进一步提高。海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学特性研究，需要将试验模拟与实际海洋测试紧密联系，同时也要将设计的试验装置与实际的海洋工程装备紧密联系。

　　(4)深海环境下关键摩擦副的摩擦与磨损机理的研究尚不完善，例如，在海水环境下，关键部件关键摩擦副在高压大载荷交互作用下的摩擦学性能。