Page 103 - 摩擦学学报2025年第8期

第 8 期 王伊枨, 等: 3种粘结固体润滑涂层的摩擦学及气蚀性能研究 1201

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MoS 2 /graphite-based MoS 2 /graphite-based MoS 2 /graphite-based MoS 2 /graphite-based MoS 2 /graphite-based
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MoS 2 -based MoS 2 -based MoS 2 -based MoS 2 -based MoS 2 -based

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Graphite-based Graphite-based Graphite-based Graphite-based Graphite-based

Fig. 10 Micrographs of the surface morphology of three coatings after different periods of cavitation erosion
图 10 3种涂层气蚀不同时间后的表面照片

其覆盖下的金属基材不断暴露出来，因此在后期气蚀 张梓轩等 前期对这3种涂层使用的纯树脂做成的涂
[29]
试验过程中，会产生剩余涂层和暴露金属同时处在气 层的研究结果并不一致，PAI树脂的固化温度越高，涂
泡溃灭冲击下的特殊情况，这与高温合金、高熵合 层交联网状结构愈加密集，综合力学性能越好，因此
金、陶瓷和聚氨酯 [32-35] 等其他材料损坏形式明显有所 抵抗气蚀的能力也越强. 这种差异性说明粘结树脂的
区别，因此采用传统记录材料“累计质量损失”或计算 力学性能并不是影响添加填料后形成的复合涂层性
“平均侵蚀深度”的方法难以准确对比3种涂层抗气蚀 能的唯一因素.
性能的优劣. 所以本文中通过计算涂层脱落部分面积 为了更好地探究影响粘结固体润滑涂层耐气蚀
占气蚀区总面积的比例来衡量涂层的气蚀性能，将这 性能的关键因素，本文中使用SEM对3种涂层气蚀1 h
一比例定义为累计比面积损失. 气蚀10 h后，MoS / 后的表面形貌进行了表征分析. MoS /石墨基粘结固
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2
石墨基粘结固体润滑涂层的累计比面积损失高达 体润滑涂层中的MoS 片状填料在空化载荷冲击下产
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95.83%，MoS 基粘结固体润滑涂层的平均比面积损
2 生了明显的下沉或剥离，如图12所示，一方面归因于
失为88.83%，石墨基粘结固体润滑涂层的平均比面积 MoS 的承载能力偏低 [36-37] ，在应力作用下更易发生不
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损失为84.73%，如图11所示，说明在航空煤油中依然 可逆的形变，另一方面归因于这些颗粒的尺寸偏大，
是石墨基粘结固体润滑涂层的耐气蚀性能最好. 这与
更易被气泡溃灭产生的微射流直接冲击. 无论是填料
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下沉还是剥离，都会在涂层表面产生坑状物等缺陷结
构，它们反过来将会诱导更多的气泡在其周围形成并
Specific surface area loss/% 60 最终导致粘结树脂开裂剥离并持续向四周扩展，当这
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溃灭，因此会对周围组织产生更加剧烈的冲击作用，

些裂纹到达金属基材表面时，因异质界面结合偏低的
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原因，造成涂层开始产生沿界面的片状剥离. 一旦片
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MoS 2 -based

Graphite-based
MoS 2 /graphite-based 状剥离开始发生，剩余涂层的表面和侧面2个方向均
会受到空泡溃灭的冲击，因此会加速剥离的速度. 这
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0 2 4 6 8 10 应该是MoS /石墨基粘结固体润滑涂层耐气蚀性能最
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Time/h
差的内在原因. 尽管MoS 基粘结固体润滑涂层和石墨
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Fig. 11 Specific surface area loss of three coatings after
different cavitation erosion times 基粘结固体润滑涂层中填料的下沉或者剥离程度相对
图 11 3种涂层在不同气蚀时间后的比面积损失 较轻，尤其是石墨基粘结固体润滑涂层因超亲油特性