【摘 要】
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水润滑环境友好、安全性好、使用成本相对低，在医药与食品等行业广泛应用，在水下作业、海洋开发、轻水核反应堆工况也有大量的水润滑摩擦副被应用。本文针对水润滑的特点，研究了
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水润滑环境友好、安全性好、使用成本相对低，在医药与食品等行业广泛应用，在水下作业、海洋开发、轻水核反应堆工况也有大量的水润滑摩擦副被应用。本文针对水润滑的特点，研究了几种核级材料表面镀铬层与POM在水环境中的摩擦磨损性能，并对其磨损与润滑机理进行了探讨。本文取得的主要研究结果如下：（1）在去离子水环境中，核级材料（表面镀硬铬）作为摩擦副材料，必须具有足够的厚度才能可靠使用；在本文给定的试验条件下，镀铬304NG（0.010～0.014mm）与镀铬0Cr15Ni70Ti3AlNb（0.010～0.014mm）等五组（第III～VII组）摩擦副的平均磨损量十分接近；当摩擦副表面镀铬层足够厚（>0.014mm）时，本试验所采用摩擦副的磨损特性与摩擦副基体材料种类和镀铬层厚度无关，其磨损机制为轻微磨料磨损。（2）对于运行在去离子水环境中的0Cr17Ni12Mo2/POM摩擦副，模拟水深对POM磨损深度及0Cr17Ni12Mo2/POM摩擦副的摩擦系数有较大影响，且有明显规律；在模拟水深为0～300m的去离子水环境中，随着模拟水深的增加，POM的磨损量减少，摩擦系数有明显减小的趋势；在0～300m模拟水深中摩擦后，POM表面呈微切削形貌，主导的磨损机理为磨料磨损，主导磨损机理不随模拟水深变化而改变。（3）数值模拟结果表明，在0～3MPa环境水压下，不锈钢销压入POM圆盘表面的深度随环境水压增大而减小；数值模拟的结果可部分解释POM的磨损量随模拟水深的增加而减少的试验结论。（4）试验获得0～3MPa静水压力下，POM与UHMWPE吸水率随着环境水压增大而趋于降低的变化规律，各种水压条件下POM材料吸水率远大于UHMWPE材料的吸水率。（5）建立了含水的POM和UHMWPE材料的分子动力学模型，发现水分子与UHMWPE分子链之间的结合为范德华力，而水分子与POM分子链间的结合为范德华力和氢键，解释了POM与UHMWPE材料的吸水特性。
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