覆蓋地球表面71%的海洋蘊(yùn)藏著豐富的資源，是保證人類社會(huì)繼續(xù)發(fā)展的資源寶庫。開發(fā)和保護(hù)海洋是解決人類社會(huì)所面臨的人口膨脹、資源短缺和環(huán)境惡化三大危機(jī)的一條重要途徑。隨著海洋開發(fā)的藍(lán)色革命在世界范圍內(nèi)的興起，各種材料在海洋環(huán)境中的使役性能，包括機(jī)械性能與摩擦磨損性能，越來越受到人們的關(guān)注。海水液壓傳動(dòng)是海洋開發(fā)中廣泛使用的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。然而，海水液壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)摩擦副材料要求極高——用于海水潤滑的摩擦材料必須具有優(yōu)異的耐磨損和耐腐蝕性能。因此，開發(fā)適宜于海水液壓傳動(dòng)的海水潤滑材料并研究它們?cè)诤Ｋh(huán)境中的摩擦磨損性能和磨損機(jī)制迫在眉睫。
近日，由中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所薛群基院士、閻逢元研究員帶領(lǐng)的科研人員研究了海水潤滑條件下超高分子量聚乙烯(UHMWPE)分別與易腐蝕對(duì)偶（GCr15鋼）和耐腐蝕對(duì)偶（化學(xué)鍍Ni-P鍍層）對(duì)摩時(shí)的摩擦磨損行為，并與其在干摩擦、水潤滑和3.5 wt.% 氯化鈉溶液潤滑條件下的摩擦磨損性能進(jìn)行了對(duì)比。
科研人員發(fā)現(xiàn)：在水相介質(zhì)潤滑條件下，UHMWPE的摩擦磨損性能主要依賴于對(duì)摩面的腐蝕和介質(zhì)的潤滑作用。UHMWPE在海水和氯化鈉溶液潤滑下與GCr15對(duì)摩時(shí)，由于介質(zhì)對(duì)對(duì)摩面的嚴(yán)重腐蝕，其磨損率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于在其它條件下的磨損率。這種與對(duì)摩面所受到的腐蝕密切相關(guān)的磨損方式可稱之為間接腐蝕磨損。然而，當(dāng)UHMWPE在海水潤滑下與耐腐蝕的Ni–P 合金對(duì)摩時(shí)，由于海水較好的潤滑作用，UHMWPE具有最低的摩擦系數(shù)和磨損率。此外，UHMWPE在海水和氯化鈉溶液潤滑下與GCr15對(duì)摩時(shí)，其磨損表面呈現(xiàn)出周期性的波浪形花紋。這種磨損花紋的出現(xiàn)是UHMWPE表面微結(jié)構(gòu)在受到對(duì)摩面上微凸體大的犁耕作用時(shí)而發(fā)生智能重建的結(jié)果�；趯�(duì)UHMWPE磨損表面形貌的掃描電鏡和三維輪廓分析，研究人員提出了粘滑動(dòng)力學(xué)機(jī)制來說明UHMWPE的花紋磨損。
該項(xiàng)研究是UHMWPE在海水潤滑應(yīng)用研究中的一項(xiàng)突破。該項(xiàng)目得到了國家高技術(shù)研究與發(fā)展計(jì)劃（“863” 項(xiàng)目）和國家自然科學(xué)基金的支持。研究結(jié)果發(fā)表在著名雜志Tribol Lett（Tribol Lett (2009) 35:85–95）上。
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