樊小强教授、张甜博士生在《Corrosion Science》上发表最新研究成果

发布者：日期：2026年09月22日 19:04 点击数：

近日，我院樊小强教授课题组在多功能防护涂层领域取得新进展，研究成果以“Multifunctional Ti3C2Tx@grease Coating: Repellency-Lubrication Barrier Network for Anti-corrosion and Anti-wear/friction”为题，发表于国际知名学术期刊《Corrosion Science》。针对有机涂层防腐与低摩擦/耐磨性能难以兼顾的问题，该研究提出“拒水-润滑”协同设计思路，利用聚乙烯亚胺功能化Ti3C2Tx（P-Ti3C2Tx）与复合锂基润滑脂（LCG）协同增强环氧树脂，在AZ31B镁合金表面构筑兼具物理阻隔、界面拒水和持续润滑作用的双功能网络。博士研究生张甜为论文第一作者，樊小强教授为通讯作者。本研究工作得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务经费的支持。

腐蚀与磨损是金属构件服役失效的两类重要因素。环氧树脂具有良好的附着和防护性能，但固化产生的微孔隙、微裂纹会成为H2O、O2和Cl-等介质的渗透通道，聚合物与摩擦副直接接触会产生较高摩擦和材料损失。Ti3C2Tx具有二维层状结构、丰富表面基团和较低层间剪切阻力，可兼顾阻隔和减摩，但其在环氧树脂中的分散性以及单独使用时的减摩幅度仍有限。因此，如何保留Ti3C2Tx屏障作用，同时构建稳定、持续润滑界面，是实现防腐-耐磨协同的关键。

团队前期已构筑平行排列Ti3C2Tx树脂/复合锂基固脂复合涂层，证实Ti3C2Tx层间滑移与油膜承载能够协同降低摩擦磨损（Tribology International, 2025, 204, 110448）。在此基础上，本研究进一步引入润滑脂的天然拒水性，将研究由高效润滑拓展至防腐与低摩擦/耐磨的一体化调控。

首先利用PEI对Ti3C2Tx进行功能化，获得P-Ti3C2Tx，同时依据相似相溶原则，将LCG与乙酸乙酯形成均匀体系，并引入环氧基体，制备EP@PL复合涂层。P-Ti3C2Tx二维片层可延长腐蚀介质向基底迁移的路径，LCG与水较强的界面张力进一步抑制水相润湿和浸透，两者共同形成稳定的被动屏障。

实验结果表明，在3.5 wt.% NaCl溶液中浸泡21天后，EP@P0.12L涂层的低频阻抗模量|Z|0.01Hz仍较纯EP涂层高约两个数量级，起泡高度也远远降低。在载荷8 N、频率2 Hz、时长90 min的往复摩擦试验中，P-Ti3C2Tx片层通过层间滑移降低剪切阻力，LCG则持续调节摩擦界面的油膜状态。与纯EP相比，EP@P0.12L涂层摩擦系数降低89.2%，磨损体积降低95.2%，体现出显著的减摩耐磨优势。