海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究现状与展望的论文
1 海洋环境下关键摩擦副材料摩擦学研究现状
1.1 金属与金属配副在海水中的摩擦学行为
金属合金因具有高比强度、耐高温和耐腐蚀等优异的性能而被广泛应用于石油、化工、生物、航海等领域。近年来，随着海洋设备的开发和利用，一些合金具有优异的耐腐蚀性能、良好的低温性能、嵌藏性和顺应性能，为水下机器人、深海设备、海水柱塞泵等领域关键摩擦副材料的选择提供了技术支持，因此，研究金属材料在海洋环境中的摩擦学特性备受关注。
Wang等通过研究海水静压力对316钢、Hastelloy C-276、Inconel 625和TC4钛合金摩擦磨损机制的影响，发现合金的磨损率随海水静压增大呈指数递减关系。Zhang等研究了海水卤化物浓度对奥氏体不锈钢摩擦学特性的影响，发现海水卤化物虽然提高了不锈钢点蚀的敏感性，但能降低材料的摩擦系数，提高材料的摩擦学特性。Cui等通过研究Cu-6Sn-6Zn-3Pb合金在海水、蒸馏水和干摩擦条件下的摩擦学行为，发现在海水条件下的摩擦系数低于纯水，在纯水和干摩擦条件下，合金以磨粒磨损和塑性变形为主，但在海水下则以磨粒磨损、塑性变形和腐蚀磨损为主。海水对摩擦副具有润滑、冷却和腐蚀的交互作用。陈君等研究了海水腐蚀对TC4钛合金、Hastelloy C-276合金、Inconel 625合金和Monel K500合金与316不锈钢对磨时的影响，并与纯水环境下进行了比较，研究发现海水具有明显的润滑作用，降低了摩擦副的摩擦系数，但海水的腐蚀加速了合金的磨损，海水环境下腐蚀与磨损的交互作用对摩擦副的摩擦学行为影响较大。吴海荣等研究了ZChSnSb8-8(巴氏合金)/AISI52100(轴承钢)摩擦副在模拟海水环境下的摩擦学行为，发现海水对巴氏合金具有润滑和腐蚀双重作用，巴氏合金特有的微观组织以及海水的润滑作用，使其在海水环境下相比于干摩擦具有较低的摩擦系数和磨损率，但海水对巴氏合金的腐蚀加剧了其磨损。钛合金表面在海水中会立即生成一层保护膜，使之处于钝化状态，在常温海水环境中不发生点蚀和缝隙腐蚀，是目前已知的抗常温海洋环境最优异的金属材料。丁红燕等研究发现TC11(钛合金)/GCr15(轴承钢)摩擦副在人造海水中的摩擦系数比在纯净水中低，原因是随着载荷的增加，摩擦接触点的局部应力增大，在正应力作用下形成细小的磨屑，这些磨屑在海水中起到类似“滚珠”的作用进一步降低摩擦系数。TC11在海水中形成的润滑膜也有助于降低摩擦系数，但其磨损量比纯水中要高，原因是海水的腐蚀加速了磨损;TC11在海水中的磨损机制主要是疲劳脱落和磨粒磨损。李新星等研究了TC4/GCr15摩擦副在空气、纯水和模拟海水环境下的摩擦学行为，结果显示TC4在模拟海水中的腐蚀速度加快，磨损率一直最高，腐蚀和磨损两者在海水环境下有明显的相互促进。TC4在模拟海水中形成润滑膜可明显降低摩擦系数，进一步研究发现，其在模拟海水中的磨损机制是疲劳磨损和磨粒磨损的综合作用Zhu等研究了不同环境下Ni3Al合金与AISI 52100摩擦副在不同载荷下的摩擦学行为，发现在海水中能明显提高Ni3Al合金的摩擦学性能，使其优于TC4钛合金，海水对摩擦副同样存在冷却、润滑和腐蚀的综合作用。通过以上的研究可以看出，金属与金属配副在海水中的摩擦学行为不仅受海水的压力、卤化物浓度等影响，而且海水对摩擦副存在冷却、润滑和腐蚀的综合作用。海水在一定程度上起到了润滑的作用，但其对金属材料的腐蚀加剧了其磨损。因此，研究海水冷却、润滑和腐蚀对其共同作用的摩擦磨损机理可以更好地反映其在海水中的摩擦学行为。
1.2 陶瓷与金属配副在海水中的摩擦学行为
陶瓷材料因具有耐腐蚀、耐高温、高硬度、耐磨、无污染等特性，被广泛应用于工程领域。随着科技的发展，新型陶瓷材料在工程领域中的应用不断扩大，特别是海洋极端环境下要求陶瓷材料能稳定可靠地工作，基于海水润滑的陶瓷摩擦副应运而生。
陈君等研究了TC4/Al2O3摩擦副在模拟海水下的腐蚀磨损行为，结果显示：TC4在海水中会发生钝化，表面会生成致密的TiO2钝化膜使其具有较好的耐腐蚀性能;在磨损过程中由于钝化膜的破坏而产生的新鲜表面能迅速复原，摩擦对腐蚀具有明显的促进作用;通过对腐蚀与磨损交互作用的进一步分析发现磨损作用大于腐蚀，另外腐蚀与磨损的交互作用在低载荷、低转速下尤为明显。Cui等研究了SiC复合陶瓷与不锈钢配副在海水中的摩擦学行为，研究显示SiC中的石墨可以有效提高其在海水中的润滑作用，复合陶瓷中的青铜与SiC的协同作用使其具有优异的摩擦学特性。任书芳等研究了NiCr合金、不锈钢在干摩擦、蒸馏水和人工海水中的摩擦磨损性能，分析结果显示，不锈钢在海水中摩擦磨损比蒸馏水更低，可能是Fe和海水发生反应生成的FeCl2起到了减摩抗磨的作用。NiCr合金中的Cr元素在摩擦作用下和海水反应生成的磨损产物CrCl3或铬酸盐(CrO22- 或CrO42-)等具有优异减摩抗磨作用。摩擦副的机械磨损为晶粒拔出脱落和黏着磨损，虽然在摩擦条件下存在机械磨损和摩擦化学磨损竞争，但机械磨损一直为主要磨损机制。Liu等研究了氮化硅/不锈钢配副在海水润滑下的摩擦学特性，并与干摩擦、纯水环境下进行比较，发现氮化硅摩擦表面与水发生摩擦化学反应生成SiO2胶体粒子，而海水中的某些离子也能促进胶体粒子的生成使摩擦表面形成边界润滑，获得较低的摩擦系数和磨损率。Wang等研究发现Ti3AlO2陶瓷硬度高于AISI 316L，所以两种材料在相互摩擦过程中有大量的三体磨屑产生，但在摩擦过程中海水能带走大量的磨屑，使摩擦副获得较为稳定的运动状态，但仍有较高的摩擦因数和磨损率。摩擦接触表面发生了摩擦化学反应，生成了TiO2、Al2O3和Fe3O4。通过以上的研究结果发现，在海水环境中，金属与陶瓷摩擦副在低载荷、低转速时腐蚀和机械磨损的交互作用不可忽视。在不同的试验条件下会存在机械磨损与腐蚀的相互竞争关系，但机械磨损始终对摩擦表面的磨损影响最大。海水具有较好的润滑作用，某些陶瓷材料在海水润滑下发生了摩擦化学反应，生成的产物使其获得较好的摩擦特性。因此，具有水润滑特性的陶瓷材料将是海水润滑领域的研究重点之一。
1.3 陶瓷与陶瓷配副在海水中的摩擦学行为
Chen和Gates分别研究了Si3N4与SiC陶瓷在海水中自配时的摩擦学性能，结果显示，通过一段时间的摩擦后，两种陶瓷材料的摩擦系数都很小，但Si3N4的磨合时间短于SiC，原因主要是两种陶瓷材料表面发生的摩擦化学反应以及形成产物的影响。余歆尤等通过对比Sialon、SiC、ZrO2和Al2O3陶瓷材料在海水环境下的摩擦学性能，发现SiC/SiC摩擦副的摩擦性能最佳。任书芳等研究了Ti3SiC2陶瓷与Al2O3陶瓷摩擦副在人工海水下的摩擦学行为，研究发现，Ti3SiC2在海水条件下的磨损特征表现为晶粒的拔出与脱落，海水介质阻止了摩擦表面材料的转移。摩擦副仍受机械磨损与摩擦氧化的交互作用影响。刘海叶研究了SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水下的摩擦学性能，研究结果显示：高速高载、高速低载SiC/Ti(C，N)陶瓷摩擦副在海水中滑行都能进入流体润滑状态，磨合过程中发生了机械磨损和化学腐蚀磨损，海水中的Na+ 与其他离子的共同作用可以加速润滑膜的形成，使SiC/Ti(C，N)摩擦副具有更优异的摩擦学性能。Kong等发现C-Co陶瓷/氟化物配副在海水环境下能获得较低的摩擦因数和磨损率，海水对于摩擦学性能的提高起到了关键的作用，同时促进摩擦表面摩擦化学产物Al2O3和SiOx的生成。Wang等研究了Ti3AlO2陶瓷分别与Al2O3和SiC配副在海水环境下的摩擦特性，研究发现Ti3AlO2陶瓷并未显示出较好的摩擦学特性，摩擦表面的磨损主要是机械磨损。但Ti3AlO2/SiC却表现出优异的摩擦学性能，主要原因是摩擦表面发生了摩擦化学反应生成一层表面润滑膜，摩擦润滑膜的主要成分有TiO2、Al2O3以及SiOx。试验显示，Ti3AlO2/SiC是一种极具潜力的海洋润滑材料。总体来说，陶瓷材料在水润滑环境下通过摩擦化学反应在摩擦表面形成润滑膜，降低了摩擦因数和磨损率，海水中含有的某些离子可促进摩擦反应和润滑膜的形成，使其具有更好的摩擦学特性，有利于在海水润滑摩擦副中的应用与推广。陶瓷摩擦副主要受到机械磨损和摩擦化学磨损的交互影响。
1.4 聚合物与金属配副在海水中的摩擦学行为
相对于金属和陶瓷材料，聚合物及其复合材料可在一定条件下产生较大的变形，具有较好的完全复原能力，其所具有的包埋磨粒特性能极大地提高其耐磨性，因而被广泛应用于海水环境下的关键摩擦副材料。
Lancaster发现在海水环境下，碳纤维增强的聚合物与S80不锈钢对摩时的磨损率小于纯水中的磨损率，原因可能是海水对金属对摩面的腐蚀促进其表面的抛光与粗糙度的降低。王建章等研究了超分子量聚乙烯等复合材料在海水、纯水中分别与钢(GCr15)和镍基合金(Ni-Cr-WC)对摩时的摩擦学行为，研究发现：碳纤维/PTFE(聚四氟乙烯)具有最低的摩擦系数和磨损率，比较适合于海水润滑。5种材料与GCr15在海水中对摩时的摩擦系数与磨损率较高的原因是GCr15在海水腐蚀下表面粗糙度增加，使得海水液膜难以形成，海水的润滑作用较差;另外，软质聚合物与硬质金属之间的直接接触面积增大，因而，聚合物的摩擦系数与磨损率随着GCr15表面粗糙度的增加而增大。这种依赖于介质对对偶面腐蚀的磨损称为间接腐蚀磨损。Ni-Cr-WC合金不仅在纯水或海水中的接触角小于GCr15，而且依据液膜厚度与摩擦表面的润滑性能密切相关的理论，其在两种介质中的润滑性能和表面润滑作用均优于GCr15。王建章研究了UHMWPE(超高分子量聚乙烯)等聚合物在海水润滑下的摩擦学行为，并考察了TC4等金属材料在模拟海洋环境中的磨损机制，研究发现：海水具有比纯水更优异的润滑性能的决定性因素是海水中所含的Ca+ 与Mg+，海水润滑是一种以边界润滑和流体润滑共同作用的混合润滑;聚合物在海水润滑下与不同金属对摩时，遵从间接腐蚀磨损机制;UHMWPE与碳纤维/PTFE是十分具有潜力的海水润滑材料;金属材料在海洋环境中自配时，其磨损率的对数与海水静压或者海水深度呈指数递减的关系;在深海环境下，TC4具有其他合金无法比拟的耐磨损能力。
孙文丽等研究了赛龙/镀镍钢配副在海水润滑条件下的摩擦与润滑特性，研究发现，海水润滑可以降低温度对摩擦副表面的影响。在海水润滑下，摩擦系数随着速度增大而下降，原因是水的润滑作用使摩擦表面的最大摩擦力小于干摩擦条件下的摩擦力。当温度达到60℃时，赛龙材料在水中会发生分解，所以控制海水温度对提高摩擦副的摩擦学性能有着至关重要的作用。摩擦副的磨损机制有腐蚀磨损、气蚀磨损和磨粒磨损。段海涛研究了GCr15分别与赛龙、飞龙、超高分子量聚乙烯摩擦副在淡水和海水介质中的摩擦学特性，研究结果显示：超高分子量聚乙烯/GCr15与飞龙/GCr15摩擦副在海水介质中的摩擦系数都随着转速的增加而下降;超高分子量聚乙烯与飞龙的磨损体积都随着转速的增加而增加;超高分子量聚乙烯的磨损机制主要是磨粒磨损、塑性变形和材料褶皱，赛龙的磨损机制主要是磨粒磨损、疲劳磨损和材料褶皱。飞龙/GCr15摩擦副在海水介质中的摩擦系数随时间延长呈现先升高后缓慢降低的趋势，随转速的增加而降低;磨损机制主要是磨粒磨损、疲劳磨损。通过进一步比较发现，在海水介质中，超高分子量聚乙烯/GCr15摩擦副的摩擦系数和磨损体积都最小。张丽静研究了聚四氟乙烯/镀镍45#钢摩擦副在海水润滑条件下的摩擦磨损性能，研究发现：海水起到了润滑的作用，但海水的含沙量对摩擦系数的影响最大，其次是转速;摩擦副表面有润滑膜形成，PTFE材料在不含沙的海水中与镀镍45#钢对摩后的表面相对较平滑;在含沙海水中的磨损主要是磨粒磨损和局部粘着磨损，这两者的存在使材料表面磨损严重。目前，由于苛刻的工作环境对机械零部件的性能提出了极高的要求，而聚合物复合材料不仅有良好的力学性能和摩擦性能，还具有良好的化学稳定性等优点，成为海水润滑材料的新选择。通过大量研究发现，UHMWPE/PTFE、碳纤维PTFE在海水环境下具有更好的摩擦学性能，是十分具有潜力的海水润滑材料。聚合物材料在海水环境下的磨损遵从间接腐蚀磨损，即其磨损程度取决于海水对其配副的腐蚀，因此选取性能优越的配副材料对聚合物摩擦副尤为关键。海水温度、含沙量也是影响聚合物材料摩擦学性能的因素，探寻在海水环境下使用摩擦学性能更佳的聚合物材料具有重要的科研和实用价值。海水所具有的复杂介质环境使其具有比纯水更好的润滑性能，海水中的离子促进润滑膜的形成，提高接触表面的润滑特性。海水环境中，腐蚀磨损、气蚀磨损和磨粒磨损是聚合物材料的主要磨损机制。金属材料在海水中的磨损率还与海水的深度、压力等有关。钛合金(TC4)表现出优异的摩擦学性能，为深海环境下金属材料的选择提供新的思路。另外，改善聚合物材料的物化特性，系统深入研究聚合物与金属配副在海水环境下的摩擦磨损性能，在海洋工程领域具有重要的意义。
橡胶材料因具有减振、抗摩擦磨损、易加工等特性而被广泛使用在海洋平台的减振系统、海洋装备的`密封系统等。橡胶可以克服传统金属摩擦副寿命短、漏油污染等缺点，被广泛应用于海水润滑轴承。
廖明义等制备了丁腈橡胶摩擦副，研究其在海水介质中的摩擦磨损性能，研究发现：炭黑量和二氧化钼添加量明显影响橡胶的摩擦因数和磨损量;随着载荷的增大，橡胶摩擦副的摩擦因数和磨损量均呈现先增大后减小再明显增大的趋势;随着转速的增大，橡胶摩擦副的摩擦因数和磨损量均明显减小，并且海水中的摩擦因数和磨损量均大于淡水，原因主要是海水中含有大量的Na+、Cl- 阻碍海水在橡胶摩擦副表面形成光滑的水膜;配副45#钢产生了电化学腐蚀，在增加其表面粗糙度的同时也削弱了海水的润滑作用，导致摩擦副在海水中的摩擦因数与磨损量增加。他们随后研究了氯磺化聚乙烯(CSM)橡胶摩擦副在海水中的摩擦磨损特性，同时与丁腈橡胶(NBR)进行对比，结果表明：CSM显示出优异的耐水性能，均优于NBR;在变速、变载荷的实验条件下，CSM 摩擦副的摩擦系数、磨损量在绝大多数工况下均小于NBR，是一种制备水润滑橡胶摩擦副的理想基体材料。董从林等系统研究了橡胶材料在水润滑轴承上的润滑机理、磨损机理和可靠性寿命等，获得较好的试验结果。橡胶材料在海水中的摩擦学特性受橡胶的种类、填料、载荷、转速、海水环境等影响。海水中所含有的离子阻碍了橡胶表面产生润滑膜，配副材料的腐蚀也进一步加剧摩擦表面的磨损。因此，在实际研究中针对其所存在的缺点，需对橡胶材料进行改性，以期获得更好的摩擦磨损性能，同时，选取性能优越的配副材料也尤为关键。
1.5 聚合物与陶瓷配副在海水中的摩擦学行为
海水液压泵作为海水液压传动的核心元件之一，被广泛地应用于海洋工程装备技术中，而海水液压泵关键摩擦副的材料因为使用环境的特殊一直受到极大的限制。一方面，需要摩擦副材料耐海水腐蚀;另一方面需要摩擦副材料耐磨损，因此研究出适合海水液压泵关键摩擦副部件的材料具有非常重要的意义。
Sumer等研究了PEEK(聚醚醚酮)和玻璃纤维增强PEEK在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损特性，研究发现纯PEEK和玻璃纤维增强PEEK的磨损系数和磨损率随着施加压力的增加而增加。磨损率随着滑动速度的增加而增加，但摩擦因数却随着速度的增加而降低。相比于干摩擦条件，水润滑条件下能获得较低的摩擦因数和磨损率。Zhang等研究了碳纤维增强PEEK在水润滑条件下的摩擦磨损特性，发现碳纤维增强PEEK比纯PEEK表现出更好的摩擦学特性，一些碳纤维被挤压和碾磨，混合分布在摩擦表面，提升了其耐磨性。碳纤维增强PEEK具有较小的摩擦因数，而且其在摩擦过程中的温度变化不大，可使其保持稳定的滑动状态。Chen等对比研究了碳纤维增强PEEK在干摩擦、纯水以及海水环境下的摩擦学行为，结果发现碳纤维能极大地提高PEEK在海水环境下的摩擦特性，特别是碳纤维体积分数为10%时，性能最好。原因是碳纤维能有效地分担摩擦接触面的负载，减少了基体的磨损。另外，海水表现出较好的润滑效果。申凤梅研究发现，氮化硅(Si3N4)不适宜用于滑动速度经常发生变化的摩擦配副材料，但适用于压力不断变化的场合。廖伍举等研究了PEEK450-FC30(碳纤维增强聚醚醚酮)与SiC(碳化硅)摩擦副在海水润滑下的摩擦磨损特性，发现在一定范围内的滑动速度、接触压力下，该摩擦副呈现较小的磨损率和摩擦系数。在海水润滑下，SiC磨损并不明显，而PEEK450-FC30的磨损主要是以塑性涂抹为特征的粘着和SiC 表面粗糙峰引起的机械犁耕。唐群国等研究了Ti(C，N)基金属陶瓷/CFRPEEK(碳纤维增强聚醚醚酮)配副在海水润滑下的摩擦磨损特性，研究发现：Ti(C，N)金属陶瓷表面存在大量材料制备过程中形成的孔洞，摩擦过程中CFRPEEK 表面脱落的磨屑嵌入这些微孔内，使其摩擦表面摩擦后无明显的磨屑，有利于减小摩擦;同时这些疏松的孔洞还能储存水，改善了润滑条件。
在海水环境下，通过改变聚合物材料的成分，引进力学性能较好的玻璃纤维、碳纤维等材料所制得的聚合物复合材料具有优异的摩擦磨损特性;但聚合物的磨损仍然受配副材料的影响。纳米材料技术的发展为聚合物摩擦学的改性研究提供了新的理论与方法。系统深入研究纳米聚合物材料及复合填料的协同可提高聚合物材料在海水环境下的摩擦学特性。金属陶瓷兼有金属和陶瓷材料的特点，具有良好的耐磨性、高硬度以及良好的化学稳定性，也是近年来海水环境下摩擦副材料的研究热点之一。结合聚合物和某些陶瓷材料优异的摩擦学性能，系统地研究其在海水中的摩擦学、可靠性等关键问题，可以为海水液压泵中关键摩擦副材料的选取提供重要的依据。
1.6 其他技术在关键摩擦副材料中的应用
21世纪是人类全面认识、开发利用和保护海洋的新世纪。海洋工程材料的发展与突破是实现海洋科技创新、海洋可持续发展的基础和先导。海洋工程材料在海洋极端环境下的摩擦学问题及失效机制的探索成为我国海洋工程领域亟待发展的关键技术之一。当前海水环境下关键摩擦副材料的研究除了前面介绍的几种以外，还有一些新的技术。表面工程技术近年来已成为实现海洋工程装备材料最终性能的重要手段，它可以不破坏材料的自身性能，对材料表面性能进行强化或再生，使材料表面具有优异的摩擦学特性。海洋工程装备关键部件的表面强化技术主要有离子注入、表面涂层技术等。根据相关的研究，离子注入可有效地降低陶瓷的摩擦系数和磨损率，陶瓷表面特定的涂层可有效改善其在水润滑中的摩擦磨损性能。张明星等研究发现，Ni-B涂层可有效提高45#钢的耐腐蚀性能，使其在海水中的腐蚀速度降低。刘栓等研究表明石墨烯环氧涂层可有效降低摩擦副在海水环境中的摩擦系数和磨损率。陈颢等在铸铁表面制备了3种不同环氧值的环氧树脂涂层，发现海水环境中涂层的摩擦系数和磨损率均低于干燥条件，涂层在接触面可形成水膜将摩擦副隔开，减小了接触面积和载荷;磨屑被海水及时带走抑制了磨粒磨损，减小了摩擦系数和磨损率。王建章等研究了聚四氟乙烯/Ni-P合金涂层在海水润滑下的摩擦学行为，研究结果显示：水相介质没有对Ni-P涂层造成腐蚀;海水润滑下Ni-P合金涂层表面沉积了分子淤泥状的物质Mg(OH)2和CaCO3，使其具有一定的边界润滑作用，起到隔离摩擦副阻止摩擦副的直接接触。考虑到许多摩擦副材料在海洋环境下的腐蚀行为，涉及电化学腐蚀、载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，因此，研究海水环境下材料的耐腐蚀磨损也尤为关键。通过选取性能优异的材料，优化工件的设计以此来减少摩擦过程中的腐蚀磨损，同时通过电化学保护、表面处理等技术来控制腐蚀磨损也是近年来的发展趋势之一。材料的表面改性也能提高材料的耐磨性和抗蚀性，日益受到材料防腐蚀领域的重视。
总体来看，表面工程技术可以赋予材料表面特殊的性能，使其在海水环境下具有较好的摩擦学性能，是海洋材料摩擦学的主要发展方向之一。涂层材料在海水环境的作用下可形成一层润滑膜，阻止摩擦副的直接接触，使摩擦副具有优异的摩擦性能，海水的混合润滑作用进一步提高摩擦副的摩擦学性能。研究材料的电化学腐蚀，载荷和腐蚀作用下的耦合摩擦学行为，对减少材料的腐蚀磨损也至关重要。新型的研究方法能极大地拓宽海洋材料的种类，同时也为海洋工程装备的关键摩擦副材料提供了有力支撑。探索出针对不同配副的表面技术和耐腐蚀技术以期获得优异的摩擦学特性是未来海洋环境下关键摩擦副材料的发展方向。
2 结语
海洋资源开发和海洋经济活动的发展都离不开相关设备的支持，而开展海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学研究，不但可以丰富现有的摩擦学理论，促进海洋极端环境下摩擦学实验的长足发展，而且引入材料学、防腐蚀等学科内容，可弥补现有知识的不足，为我国海洋领域存在的工程技术问题的解决提供新的方法与思路，也为海洋装备及关键摩擦副的安全及可靠性工作提供有力的支持。虽然海洋环境下材料的摩擦学有了一定的发展，但由于海洋环境的复杂多变，海洋工程装备面临的摩擦学问题复杂多样，试验难度大等问题，目前，该领域仍有许多问题值得进一步研究。
(1)材料在海水环境下的摩擦磨损多是某些因素交互作用产生的，这些交互作用机理对材料摩擦学影响的研究尚不完善，例如，腐蚀和机械磨损对关键摩擦副的交互作用机理、机械磨损和摩擦化学磨损对关键摩擦副的交互作用机理等。
(2)海水介质环境较为复杂，海水环境对材料摩擦学的影响机理尚不完善，例如，海水的压力、卤化物浓度、含沙量、温度等对关键摩擦副摩擦性能的影响。
(3)试验方法和技术需进一步提高。海洋环境下关键摩擦副材料的摩擦学特性研究，需要将试验模拟与实际海洋测试紧密联系，同时也要将设计的试验装置与实际的海洋工程装备紧密联系。
(4)深海环境下关键摩擦副的摩擦与磨损机理的研究尚不完善，例如，在海水环境下，关键部件关键摩擦副在高压大载荷交互作用下的摩擦学性能。
(5)关键摩擦副材料在海洋环境下的可靠性与寿命是保证海洋工程装备安全可靠运行的前提，建立摩擦副材料关键试验技术和数据库，为提升材料的工作性能奠定基础。
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