1204 / 2023-03-18 14:25:35

盐离子诱导的聚合物改性水基超滑体系摩擦突变机理

水基超滑兼具摩擦小、绿色环保等优势特点，其摩擦状态的调控研究具有吸引力的同时也具有挑战性。本研究以聚乙烯基膦酸（PVPA）改性Ti6Al4V和单价阳离子盐溶液为基础水基超滑体系，通过在摩擦过程中混合不同盐溶液诱导超滑体系摩擦系数发生突然变化现象。结合X射线光电子能谱（XPS）深度刻蚀、石英晶体微天平（QCM）和分子动力学模拟的分析结果，从PVPA涂层内部结构变化和界面分子行为变化两方面分析盐离子诱导的水基超滑突变机理。结果表明混合单价阳离子盐溶液引起的摩擦系数突然降低主要来源于界面分子行为的变化，而多价阳离子引起的PVPA涂层内部结构变化是导致摩擦系数突然升高的重要原因，且阳离子的价态越高，其对涂层内部结构的破坏程度越大，摩擦系数的突然升高程度也越大。而对于在摩擦过程中引入的阴离子，其在表面的吸附数量越多，引起的摩擦系数突然下降程度就越大。本研究可为水基超润滑的自适应控制和智能润滑提供理论支持。

关键词: 聚乙烯基膦酸（PVPA），水基超滑，盐离子调控，涂层结构，界面状态