第十五届全国表面工程青年学术会议

每年因摩擦磨损造成的经济损失高达数千亿美元，润滑材料与技术是解决该问题的关键途径。其中，润滑防护涂层是一种可在基本不改变原有设计的前提下广泛应用的简便、高效的处理方式。自然界经过亿万年的进化，形成了众多精巧而高效的智能系统，为人类解决工程难题提供了宝贵灵感。聚硅氮烷树脂结构中因含有极性化学键，可提高涂层与基底之间的结合强度；其主链中的Si-NH-Si键不仅具有优异的耐热性能，还可实现分子水平上的改性。基于上述特点，我们开展了一系列聚硅氮烷基仿生润滑防护涂层的研究。首先，受蜻蜓翅膀在强度、柔韧性和损伤耐受性方面优异综合性能的启发，设计并制备了一种兼具润滑与防腐功能的聚硅氮烷基复合涂层，实现了低于0.1的极低摩擦系数，其磨损率也远低于纯聚硅氮烷涂层。其次，受人体汗腺排汗机制的启发，利用聚硅氮烷高温易陶瓷化的特性，以聚硅氮烷为粘接剂、二硫化钼、银、氟化钡等为功能填料，研制了一种适用于高温（500–800℃）环境的减摩抗磨涂层。基于“排汗”润滑机制，该工作进一步设计了一种新型仿生“汗液启发”聚硅氮烷基复合涂层，能够在摩擦热或环境温度升高时主动释放润滑组分，从而实现从室温至700℃的连续润滑。上述系列涂层的成功研制，有望为苛刻环境下零部件表面润滑防护涂层的制备提供试验依据与理论指导。

仿生润滑；聚硅氮烷；减摩抗磨；改性接枝；耐高温