第十五届全国表面工程青年学术会议

高端装备关键构件常面临磨损与腐蚀的协同损伤（即“磨蚀”），传统环氧涂层难以实现损伤的自感知与自修复，极易导致涂层失效与基体破坏。为此，本工作基于MXene与微胶囊的协同设计，构筑了一种集自润滑、自预警与自修复于一体的智能环氧涂层，系统探究其功能调控机制及磨蚀抑制机理。通过界面调控，将MXene纳米片与微胶囊复合结构均匀分散于环氧涂层中。MXene的二维片层结构显著提升了涂层的阻隔性能与界面结合强度，同时在摩擦过程中可迁移至摩擦界面形成转移膜，赋予涂层优异的自润滑功能，大幅降低摩擦系数与磨损率；当涂层局部受损时，微胶囊在机械刺激下破裂，释放的显色指示剂实现损伤位置的自预警，同时缓蚀剂与润滑油的协同释放可有效钝化腐蚀电化学反应并润滑摩擦界面，实现裂纹的自修复与辅助润滑。利用试验与模拟仿真相结合的手段，揭示了涂层在磨蚀工况下的失效演化规律与防护机制。研究表明，MXene与微胶囊的协同作用不仅实现了涂层损伤的多重响应与主动防护，还显著抑制了磨蚀过程中的“腐蚀促进磨损”与“磨损加速腐蚀”的正反馈效应。本工作为开发兼具多重智能响应与长效磨蚀防护功能的高端防护涂层提供了新策略，也为MXene基复合材料在智能涂层领域的应用奠定了理论与实验基础。
 

MXene;磨蚀;智能防护;环氧涂层;功能调控