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2024-KJ-1-017深海柱塞泵关键部件表面防护涂层与应用技术
日期:2025年01月06日    来源: 中国腐蚀与防护学会     分享:
获奖项目编号:2024-KJ-1-017
获奖项目名称:深海柱塞泵关键部件表面防护涂层与应用技术
第一完成单位:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
项目联系人:孙丽丽
联系人电话:18312955980
联系人邮箱:sunll@nimte.ac.cn
项目简介:

  本项目属于深海摩擦腐蚀防护涂层技术领域,主要涉及深海服役环境材料失效机理、防护涂层材料设计以及深海服役评价方法等科学技术问题,重点围绕高压柱塞泵关键摩擦副部件在深海苛刻环境下的磨蚀与防护需求,通过失效机理揭示—涂层设计—寿命评价—海水泵典型应用集成的全链条研究思路,开发新型长寿命、耐磨蚀的碳基防护涂层。
  海水液压传动技术是国际流体传动领域的前沿课题。相比油液压,具有结构简单、工作稳定、适用于大深度作业等优势,但囿于泵结构、摩擦副材料以及防护材料与工艺等的发展限制,深海环境引起的关键部件腐蚀与磨损等问题尚未得到解决,海水液压泵压力、性能与油液压相比仍有较大差距。为系统解决以上问题,项目团队发挥腐蚀理论、防护涂层材料、海水泵等方向的研究优势,强强联合,以失效机理指导材料设计,通过服役评价迭代防护材料工艺,结合海水泵结构研究,实现深海摩擦腐蚀防护涂层的集成应用。具体为,基于实海挂片与实验室环境模拟相结合的研究方法,阐明了深海用碳基涂层的“力学-电化学”界面交互反应腐蚀机理;发展了高离化的高功率脉冲磁控溅射技术;突破了涂层强界面结合的关键制备工艺;研发出深海用强韧润滑抗磨蚀一体化碳基涂层;建立了机理引导的ANN+RF集成机器学习的寿命评估方法。涂层长期服役具有良好的润滑、耐磨蚀性能,成功应用于1500m中高流量深海海水泵,实现了全海水润滑轴向柱塞泵关键摩擦副的高效和长寿命运行。
  作为中国科学院战略性先导科技专项子课题“深海装备关键部件表面润滑防护涂层材料技术”和中国科学院创新交叉团队“海洋防护材料与应用技术”的核心内容,在项目结题验收中均获评“优秀”。项目成果发表SCI论文40篇,多篇学术论文荣获中国腐蚀与防护学会优秀论文奖、全国腐蚀电化学及测试方法学术年会优秀论文奖等奖项。申请国家发明专利13项(授权7项,专利转让1项)。培养了一支有影响力的以深海腐蚀与防护为背景的创新研究队伍(省部级以上人才7人次),培养研究生17名。为推动海洋防护材料领域的研究与应用提供了坚实的工作基础与人才储备。
  深海抗磨蚀防护碳基涂层材料成功涂敷于海水泵柱塞、斜盘等部件,解决了海水泵关键部件的腐蚀磨损问题,并在2家企业实现技术应用,新增销售额近亿元。同时,该功能防护涂层可拓展应用于机械密封冲管、全无油微型高压压缩机、船舶液压马达等装备,为关键运动部件的摩擦、腐蚀提供可靠的防护涂层解决方案和重要技术支撑。


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