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磨屑对于聚合物材料在水环境中摩擦学和电化学性能的影响

聚合物及其复合材料以其优异的性能被广泛应用于制造密封件、活塞环、阀门、润滑轴承和航海设备的轴承座等，其摩擦学和电化学行为也引起了人们的广泛关注^[1-4]。磨屑是摩擦过程中的重要产物，其对材料摩擦学性能的影响不可忽视，然而却很少有人关注水环境下磨屑对于材料摩擦学性能的影响。为了研究磨屑对摩擦过程的影响，用尼龙66（PA66）和超高分子量聚乙烯（UHMWPE）作为摩擦材料，铝合金作为配副材料，在海水和纯水中加入聚合物粉末代替磨屑进行摩擦试验，并提取溶液，对其进行电化学分析。结果表明，在溶液中加入粉末可以改善UHMWPE的摩擦学性能，却使PA66的磨损程度更大。电化学实验结果表明，粉末可以在材料表面形成物理屏障，降低腐蚀电流，起到保护工作表面的作用；而PA66在含粉末的纯水环境中试验前后的腐蚀电流降低最小，形成摩擦膜的能力最差，其磨损也最严重，这一结论也与摩擦学实验结果相符。本文的研究结果将有助于深入了解聚合物在海水和纯水环境中的磨损机理，从而丰富聚合物的摩擦学理论，以期对海洋机械装备的安全、可靠、长寿命运行提供帮助。