深海环境下a-C/PEEK配副的压力调控摩擦学行为及界面原子尺度演化机制
编号:62
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更新:2026-03-17 16:16:41 浏览:2次
口头报告
摘要
聚醚醚酮(PEEK)/不锈钢密封副是深海装备的核心部件,但其在深海高静水压、低温、高盐度极端环境下易发生严重磨损与腐蚀,进而可能导致装备失效,影响其运行可靠性。非晶碳(a-C)涂层凭借优异的耐磨、防腐性能,成为解决该问题的潜在有效方案。然而,受原位分析技术与高压模拟方法的限制,a-C/PEEK滑动界面的原子尺度演化机制尚未明确,制约了深海密封副的精准设计。为此,本文采用反应分子动力学(RMD)模拟,系统探究深海环境下a-C/PEEK摩擦界面的压力调控演化特性。研究发现,在1-20 GPa接触压力范围内,摩擦系数随压力升高先降至5 GPa时的最小值(0.0333),随后呈上升趋势,该变化由悬挂键钝化效应及流体润滑向边界润滑的转变共同主导;当接触压力≥5 GPa时,静水压的影响可忽略。a-C涂层通过均匀剪切作用实现有效耐磨防护。此外,高压会促进海水电离,显著增强Cl-/OH-的界面吸附,这些离子通过攻击PEEK分子中的羰基结构降低其稳定性,明确了力-化学耦合作用下界面失效的内在机理,为高性能深海密封副的设计与优化提供了重要理论支撑。
关键词
非晶碳(a-C);聚醚醚酮(PEEK);反应分子动力学;摩擦界面;深海环境
稿件作者
思龙 张
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
晓伟 李
中国矿业大学
鹏 郭
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
爱英 汪
中国科学院宁波材料技术与工程研究所
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