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电控摩擦磨损状态图与金属腐蚀磨损调控

电控摩擦,边界润滑膜,腐蚀磨损,摩擦化学反应膜

金属或合金在水溶液中容易发生腐蚀磨损，而外界电场通常被认为是加速材料腐蚀磨损的因素之一。本工作旨在通过实验论证和机理分析来改变这一传统看法。在电化学窗口内，对水基润滑液中金属摩擦副的表面电位进行主动调控，从而控制金属上表面活性剂分子或离子的吸脱附行为；当外加表面电位能够使金属摩擦副与润滑液界面上形成阻碍电子传递的吸附膜屏障时，金属摩擦副的减摩抗磨性被极大改善。在球盘摩擦试验机与电化学工作站耦合的测试条件下，研究了不同表面活性剂溶液中不同表面电位作用下几类金属/金属和金属/陶瓷摩擦副的摩擦磨损行为。当阴离子表面活性剂作为润滑添加剂，正电位可以促进金属表面吸附膜的形成，从而降低摩擦系数（COF）；对于阳离子表面活性剂，负电位可以促进金属表面吸附膜的形成，从而降低COF。绘制了金属/金属和金属/陶瓷摩擦副在不同表面活性剂浓度和不同表面电位下的摩擦磨损状态图。这些结果表明，表面电位或外加电场可以有效调节金属摩擦副上表面活性剂分子或离子的吸附行为，而不引起腐蚀或腐蚀磨损，甚至起到提高材料耐蚀和减摩抗磨性能的效果。