中文摘要：

鉴于现代高技术装备的运行工况越来越苛刻、条件越来越复杂以及不断提升的高精度、高可靠性和长寿命方面的要求，急需解决特种固体润滑涂层材料在不同环境及极端高低温条件下服役的环境适应性及稳定性问题。因此本项目拟针对不同环境条件下的温度交变对固体润滑涂层材料摩擦学行为和性能的影响，开展高性能固体润滑涂层材料的设计、制备和性能研究，通过结构设计和组分控制，研制可以随环境及温度变化，自动调整摩擦表面的化学组成及结构，用以降低摩擦磨损的自适应润滑涂层材料。研究材料化学组成，涂层结构及制备工艺等对涂层摩擦磨损性能的影响，提出高性能润滑功能的材料组配原则，并进一步优化其综合性能，形成具有宽工作温度范围、优异摩擦磨损性能的润滑材料的关键制备技术，为研发新型摩擦学复合材料提供理论依据和技术支撑。

结论摘要：

面对现代高技术装备的运行工况越来越苛刻、条件越来越复杂以及不断提升的高可靠性和长寿命方面的要求，急需解决固体润滑涂层材料在不同环境及极端高低温条件下服役的环境适应性及稳定性问题。因此针对上述需求，开展了高性能固体润滑涂层材料的设计、制备和性能研究。主要研究内容包括1、开展了磷酸盐胶黏剂结构设计及有机硅杂化改性的研究，通过控制铬离子及磷铝比等因素，实现了对材料分子结构调控及性能的优化；同时在磷酸盐树脂中引入有机硅，改善了树脂的综合性能，改善了涂层的摩擦磨损和防护性能；2、针对磷酸盐树脂体系开展了多种润滑功能填料的选择及相互间的协同作用机理研究，结果表明①在磷酸盐体系中石墨是有效的润滑剂，由于与磷酸盐的复合效应，可在700℃下依然保持稳定；通过与二硫化钼的复配可有效解决石墨在200-300℃快速失效问题，使涂层获得良好的综合性能；②在涂层中复合Ag、Mo及Co等金属，可改善涂层致密性，并可提高涂层高温下的摩擦学性能；③Ag/MoS2有良好的协同作用，在高温下通过摩擦化学反应生成Ag2MoO4，使涂层在宽温域范围内具有良好的摩擦学性能；PbO-WS2-CaF2/BaF2也具备良好的协同作用，高温下由于PbWO4生成及CaF2/BaF2的塑性变形，可改善涂层的摩擦学性能；3、在上述工作的基础上，设计制备了高性能固体润滑涂层，采用不同摩擦试验机考察了涂层摩擦学性能，研究了摩擦磨损机理。结果表明，研制的涂层在室温至1000℃均具备良好的摩擦学性能，各组分间具有良好的协同作用；通过复合PAI/PTFE涂层，改善了材料的摩擦学性能和环境适应性，扩大了材料的适用范围；4、开展了Cr2O3薄膜制备及性能研究，通过对Cr2O3薄膜退火处理，明确了退火条件对涂层结构的影响，考察了退火前后涂层的摩擦学性能。结果表明退火可改善薄膜的韧性和摩擦学性能，薄膜的宽温域摩擦系数均＜0.3，磨损率为1×10-6mm3/Nm；并且经过二次温度循环依然能保持良好的性能。通过上述研究，形成了具有宽工作温度范围、良好的稳定性润滑防护涂层材料的设计依据和关键技术，为国家高技术装备研发新型摩擦学复合材料提供了理论依据和技术支撑。同时针对实际应用需求，发展出了几种高性能新型润滑涂层材料，进行了初步的高技术应用研究，并取得了良好的结果，为解决我国对高性能润滑材料的需求奠定了重要的基础。