粘结固体润滑涂层研究和其应用.PDFVIP

中国涂料在线 中国领先的涂料行业门户网 粘结固体润滑涂层的研究及其应用 中国科学院兰州化学物理研究所（ 730000 ） 陈建敏 周惠娣 冶银平 胡丽天 摘 要 粘结固体润滑涂层是固体润滑材料的主要类型之一，在航空航天等军工高技术领域和民用工业领域获 得了广泛的应用。本文介绍了几种主要类型的粘结固体润滑涂层及其性能特点；概述了在粘结固体润滑涂层 基础和应用研究方面的必威体育精装版进展；结合典型应用事例，评述了粘结固体润滑涂层在解决特殊工况条件下机械 的磨损、润滑、粘着冷焊等摩擦学问题中所发挥的重要作用；最后列表介绍了中科院兰州化物所近年来研制 的几种粘结固体润滑涂层材料。 1 引言 近 30 年来，摩擦学研究的重大进展之一就是其研究重点从传统的流体动力润滑与润滑系统向摩擦学材料科学 与技术（包括表面工程）的转变 ⑴ 。作为这一转变的重要标志之一的新型固体润滑材料与技术不仅在航空 航天等军工高技术领域解决了一系列特殊工况条件下的润滑难题，而且在民用工业领域的应用也在迅速扩展。 粘结固体润滑涂层是固体润滑材料的主要类型之一， 这是一种将固体润滑剂分散于有机或无机粘结剂体系 中，再用类似于油漆的涂装工艺在摩擦部件表面上成膜以降低其摩擦 与磨损的一种新型润滑技术。在西方发 达国家，自 1946 年美 国 NASA 研制出第一种含MoS 2 的有机粘结固体润滑涂层以后，因其性能独特，有 关这一类材料的研究和应用均得到了迅速的发展。有关国家不仅制定了相关的技术标准，而且创建了多个专 门从事这一类材料研究和开发生产的实体，截止目前，仅实现商品化生产的就有上百个品种，其应用已遍布 从高技术的航空航天到日常生活的各个方面。 国内粘结固体润滑涂层研究的起步并不算晚， 60 年代初以来，结合国防军工高技术产业的发展要求，先后研 制了几十个品种的粘结固体润滑涂层材料，解决了一大批航空航 天等重点军工型号建设中的重大润滑难题。 尤其是近年来， 针对高温、真空、高负载、强辐射等极端苛刻工况条件下的使用要求，在系统开展粘结固体 润滑涂层应用基础研究的基础上，研制出了多种具有特殊性能并具有良好综合性能的先进粘结固体润滑涂层 材料，其中有些品种达到了美国军标的要求，使我国的粘结固体润滑涂层材料的研究达到了国际同类材料的 先进水平，为国防现代化做出了重要的贡献；另一方面，在民用工业领域，自八十年代以来，随着引进技术 中国涂料在线 中国领先的涂料行业门户网 的不断增多，带来了大量的粘结固体润滑涂层的应用技术，国产 粘结固体润滑涂层亦以此为契机，开始获得 了广泛的应用，并取得了显著的经济和社会效益。本文在系统概述各种类型粘结固体润滑涂层性能特点的基 础上，重点评述了近年来中科院兰州化学物理研究所在粘结固体润滑涂层的基础和应用研究方面的必威体育精装版进展， 介绍了粘结固体润滑涂层在军用和民用工业领域的典型应用，目的是要推动我国粘结固体润滑涂层之研究和 应用的更快发展。 2 粘结固体润滑涂层的主要类型及性能特点 粘结固体润滑涂层种类繁多，但其基本组分由图 1 所示四部分组成，各组分的基本物理化学性质和组分间的 相互作用（相容匹配特性、协同作用等）对涂层性能有着决定性的重要影响。通常根据粘结固体润滑涂层的 固化特性、性能特点、固体润滑剂种类、粘结剂类型等对其进行分类，图2 给出了各种分类方法，这些分类 方法都是实际应用中所经常采用的，但都有一定的局限性，如前二种分类方法没有反应涂层的材质特性，后 二种分类方法又不能全面反应涂层的工艺和性能特点。下面按粘结剂类型分类法分别介绍有机和无机粘结固 体润滑涂层，同时对粘结固体润滑涂层的性能特点做一简要说明。 2.1 有机粘结固体润滑涂层 有机粘结固体润滑涂层是利用有机树脂对底材表面优良的粘结能力而把分散于树脂体系中的固体润滑剂粘结 到摩擦部件的表面上，通常还需要加入分散剂和抗氧化剂等多种添 加剂。常用的有机树脂包括醇酸树脂、聚 氨酯、聚丙烯酸酯、 环氧树脂、酚醛树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺树脂及其改性产品、芳香族杂环聚合物及 其它热塑性树脂等。为了便于涂膜施工，有机粘结固体润滑涂层喷剂中一般还需要加入有机溶剂或水作为稀 释剂，但近年来人们又成功地开发出了无溶剂型和粉末喷涂的有机粘结固体润滑涂层，其应用效果也同样很 好。 有机粘结固体润滑涂层是目前品种最多、应用面最广的一类粘结固体润滑涂层，其品种和用量都占整个粘结