Ti3C2Tx改性环氧树脂涂层的制备及其在人工海水环境下的摩擦学性能研究

方媛 闫嘉琪 孙景齐 韩鹏辉 赵顺强 曾立军 杨杰 朱建锋

文章編号：2096-398X2024）03-0135-09

（1.陕西科技大学 材料科学与工程学院 陕西省无机材料绿色制备与功能化重点实验室， 陕西 西安 710021； 2.长庆油田分公司 机械制造总厂， 陕西 西安 710201； 3.陕西科技大学 机电工程学院， 陕西 西安 710021）

[HJ1.4mm]

摘 要：以氢氟酸作为MAX相（Ti3AlC2）粉体的刻蚀剂，制备出了具有“手风琴”形貌的Ti3C2Tx MXene，以水性环氧树脂、水性环氧树脂固化剂以及Ti3C2Tx为原料制备了Ti3C2Tx环氧树脂涂层.通过往复摩擦磨损试验机和光学数码显微镜测试涂层在人工海水环境下的摩擦系数和磨损率；采用扫描电子显微镜、显微共焦激光拉曼光谱仪分析磨痕表面形貌、物相，进而探讨磨损机理；使用电化学工作站，探究人工海水环境下涂层的耐腐蚀性能.研究表明：与去离子水环境相对比，人工海水环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层具有更低的摩擦系数；同时Ti3C2Tx的加入显著提升了环氧树脂涂层的耐腐蚀性能.Ti3C2Tx的添加能够显著提高环氧树脂涂层在人工海水环境下的摩擦学性能.随着Ti3C2Tx含量的增大，涂层的摩擦系数和磨损率均呈先减小后增大的趋势，当Ti3C2Tx的含量为1.0 wt%时，涂层的摩擦系数和磨损率最低，分别为0.13和4.99×10-5 mm3/Nm，与纯环氧树脂涂层相比，分别降低了65.8%和两个数量级.

关键词：Ti3C2Tx； 海水环境； 摩擦磨损性能； 环氧树脂涂层； 磨损机制

中图分类号：TB37    文献标志码： A

Study on preparation of Ti3C2Tx modified epoxy resin coatings and itstribological properties in artificial seawater

FANG Yuan1， YAN Jia-qi1， SUN Jing-qi2， HAN Peng-hui2， HAO Shun-qiang1， ENG Li-jun1， YANG Jie3， HU Jian-feng1

1.School of Material Science and Engineering， Shaanxi ey Laboratory of Green Preparation and Functionalization for Inorganic Materials， Shaanxi University of Science & Technology， Xi′an 710021， China; 2.Machinery Manufacturing Plant， Changqing Oilfield Company， Xi′an 710201， China; 3.College of Mechanical and Electrical Engineering， Shaanxi University of Science & Technology， Xi′an 710021， China）

Abstract：Ti3C2Tx MXene with an ″accordion″ shape was prepared using hydrofluoric acid as an etching agent from the MAX phase Ti3AlC2） powder.The Ti3C2Tx epoxy resin coatings were prepared using aqueous epoxy resin，aqueous epoxy resin curing agent and Ti3C2Tx as raw materials.The coefficients of friction and wear rates of the coatings were tested by a reciprocating abrasion tester and an optical digital microscope.The morphology and phase composition of the worn surfaces were analysed by scanning electron microscopy，micro confocal laser Raman spectroscopy and X-ray diffractometer to investigate the wear mechanism of coatings.The corrosion resistance of the coating in artificial seawater environment was evaluated by electrochemical workstation.It was shown that Ti3C2Tx epoxy coatings have lower coefficients of friction under artificial seawater environment compared with that under deionized water environment.At the same time，the addition of Ti3C2Tx significantly improves the corrosion resistance of the epoxy resin coating.Ti3C2Tx addition significantly improves the tribological properties of epoxy resin coatings in artificial seawater environments.With the increase of Ti3C2Tx content，both the friction coefficient and wear rate of the coating showed a tendency of decrease firstly and then increase.The lowest friction coefficient and wear rate of the epoxy resin coatings under artificial seawater environment were 0.13 and 4.99 × 10-5 mm3/Nm respectively which were 65.8% and two orders of magnitude lower than those of the pure epoxy resin coating respectively when the content of Ti3C2Tx was 1.0 wt%.

Key words：Ti3C2Tx; artificial seawater environment; friction and wear properties; epoxy resin coating; wear mechanism

0 引言

海洋设备所涉及的应用领域包括航海船舶、海岸工程以及海防安全等［1-3］.但由于海洋环境复杂，其中存在大量的微生物以及具有较强腐蚀性的金属盐类物质，导致海水环境对海洋设备存在较大的腐蚀作用［4-6］.此外由于海水介质本身具有粘度较低的特点，导致海水环境下形成的水润滑膜强度较差，无法为海洋设备提供有效的润滑，同时由于水环境的特殊性，油脂润滑在海洋设备中很难起到有效的润滑作用，因此具有良好耐腐蚀性能的润滑涂层在海洋设备中发挥着重要作用［7，8］.

以环氧树脂为粘结剂所制备的环氧树脂涂层，因其具有良好的力学性能以及优异的理化性能，被广泛运用于航海设备中［9，10］.然而在具有严酷腐蚀性的海水环境中，环氧树脂涂层的耐腐蚀性和耐磨性有待进一步提高，研究表明，对环氧树脂涂层进行改性，可以有效提升环氧树脂涂层的性能［11］.柴辉等［12］为了提高海水环境中柱塞泵摩擦副的防腐耐磨性能，以环氧树脂为粘结剂、钛纳米颗粒（Ti）以及碳纳米纤维（CNF）为填料，制备了Ti-CNF环氧树脂涂层，研究表明，当填料的质量分数为6 wt%时，在海水环境下，涂层的摩擦系数和磨损率最低，分别为0.35和7.52×10-13 mm3/Nm.Rajitha等［13］将0.2 wt%的石墨烯加入到环氧树脂涂层中，制备了石墨烯环氧树脂复合涂层，研究表明，在海水环境中，与纯环氧树脂涂层相比，石墨烯环氧树脂复合涂层的阻抗值从1 270 Ωcm2增加到了6.60×107 Ωcm2，极大的提升了环氧树脂涂层的耐腐蚀性能.

近年来，MXene作为一种新型的二维材料，受到了研究者们的广泛关注.MXene是由MAX相材料通过刻蚀其中的A层，所得到的具有类石墨烯结构的二维层状材料［14-16］.MXene这种独特的二维层状结构使其具有较弱的层间结合力，同时MXene在滑动摩擦的过程中，层与层之间易产生滑移，从而具有较低的摩擦系数和磨损率［17］.因此，MXene可被作为良好的自润滑添加剂以提高材料的摩擦学性能［18-20］.Marian M等［21］以Ti3C2Tx作为固体润滑剂，涂敷在推力球轴承表面，研究表明，与未涂敷Ti3C2Tx的推力球轴承相比，Ti3C2Tx固体润滑剂的添加，使推力球轴承在高载荷作用下的磨损率降低了一个数量级，同时使用寿命延长了2.1倍.MXene纳米片的层状结构还可以有效的阻隔腐蚀物质侵入，因此MXene具有良好的耐腐蚀性能.为了提升铜在海水环境下的耐腐蚀性能，Cao等［22］在铜表面制备了Ti3C2Tx复合涂层，研究表明，复合涂层在浸泡16天后显示出较高的阻抗模量，同时浸泡30天后涂层仍保持98.55%的高保护效率.因此以MXene作为环氧树脂涂层的固体润滑剂，有望制备出在海水环境中具有良好防腐耐磨性能的润滑涂层.

本文基于Ti3C2Tx良好的耐腐蚀以及耐磨性能，设计、制备了Ti3C2Tx环氧树脂涂层，研究了其在人工海水环境中的摩擦磨损性能.以Ti-Al-TiC为反应体系，采用真空烧结法制备Ti3AlC2粉体，随后以氢氟酸作为刻蚀剂，剥离得到二维层状Ti3C2Tx MXene.在此基础上制备Ti3C2Tx环氧树脂涂层，分别探讨了涂层在去离子水环境和人工海水环境下的摩擦学性能，随后系统研究了Ti3C2Tx的含量对Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下的摩擦学性能的影响，并通过磨痕分析其磨损机制以及润滑机理.

1 实验部分

1.1 样品制备

1.1.1 Ti3AlC2粉体的制备

以TiC粉体（上海卜微应用材料技术有限公司，纯度99.9%，粒径48 μm）、Al粉（国药集团化学试剂有限公司，纯度99.9%，粒径48 μm）、Ti粉（西安宝德粉末冶金有限公司，纯度99.9%，粒径48 μm）为原料，按照2∶1.2∶1的摩尔比进行配料，采用真空无压烧结法，烧结温度为1 350 ℃并保温2 h.得到Ti3AlC2粉体材料.

1.1.2 Ti3C2Tx MXene的制备

将5g Ti3AlC2粉末缓慢加入40 mL 40 vol% HF（国药集团化学试剂有限公司，浓度40%）刻蚀剂中进行剥离，室温下搅拌24 h.用去离子水多次离心，分离刻蚀产物，直至上层清液PH≈6，随后在真空干燥箱（上海-恒科学仪器有限公司）中干燥24 h，得到MXene粉体

1.1.3 环氧树脂涂層的制备

将水性环氧树脂（深圳市吉田化工有限公司，F0704）与水性环氧树脂固化剂（深圳市吉田化工有限公司，F0704）按照质量比2∶1的比例加入到15 mL去离子水中，充分搅拌，并分别按照Ti3C2Tx占涂层总质量0 wt%、0.5 wt%、1.0 wt%以及1.5 wt%制备Ti3C2Tx环氧树脂复合涂料.将涂料进行超声处理并充分搅拌，使Ti3C2Tx均匀分布.将制备好的Ti3C2Tx环氧树脂复合涂料擦涂在经喷砂处理、丙酮清洗的718钢基底上，并在室温下固化24 h，得到Ti3C2Tx环氧树脂润滑涂层，依次命名为MX0.0%、MX0.5%、MX1.0%以及MX1.5%.涂层厚度均约为10 μm.

1.1.4 人工海水的制备

本实验海水环境由人工海水构建，人工海水的具体配方GBT10834）如表1所示.

1.2 材料的表征及性能测试

采用CHI800D型上海辰华电化学工作站对涂层的耐腐蚀性能进行评估.采用HSR-2M型往复摩擦磨损试验机（兰州中科凯华科技开发有限公司），实验选择Φ6 mm的Si3N4对偶球（浙江杰奈尔新材料有限公司），采用往复摩擦法，摩擦线速度为0.02 m/s，载荷为3 N，实验时间为30 min，相同条件下重复实验至少3次，摩擦系数和磨损率取平均值.采用FEI Verios460型扫描电子显微镜（FEI，美国）、D/max2200pc型X射线衍射仪（Rigaku，日本）、Renishaw-invia型显微共焦激光拉曼光谱仪（Renishaw，英国）对材料微观形貌及物相进行分析.使用Olympus DEX series光学数码显微镜测量样品磨痕的横截面积.样品的磨损率通过如下公式计算：

Wd=L·SN·v·t（1）

式（1）中：Wd为样品的磨损率（mm3/Nm）；L为摩擦路径的长度（mm），本实验中为5 mm；S为磨痕横截面积（mm3）；N为载荷（N），本实验中为3 N；v为相对滑动线速度（m/s），本实验中为0.02 m/s；t为摩擦实验时间，本实验中为30 min.

2 结果与讨论

2.1 Ti3C2Tx MXene的制备

图1（a）为真空无压烧结制备的Ti3AlC2粉体的微观形貌，可以看出，Ti3AlC2层状结构明显，层与层之间结构紧密；图1（b）为腐蚀剥离得到的Ti3C2Tx MXene粉体的微观形貌，可以观察到类似“手风琴”的层状结构.

图2（a）为经HF刻蚀前后的Ti3AlC2的XRD对比图谱，可以看出，（104）晶面对应的特征峰消失，这表明Ti-Al键已断裂；图2（b）为Ti3C2Tx的拉曼图谱，其中155.3 cm-1、268.8 cm-1、411.9 cm-1以及612.3 cm-1峰与Ti3C2Tx拉曼光谱特征峰一致，以上结果表明Ti3C2Tx的成功制备［23］.

2.2 Ti3C2Tx改性环氧树脂涂层在人工海水环境下的摩擦学行为

图3为人工海水和去离子水环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层的摩擦系数随时间变化的曲线和平均磨损率.可以看出，人工海水环境下，涂层的摩擦系数呈现先增大后减小的趋势，摩擦系数经历了大约5 min的跑合期，摩擦系数最终稳定在0.13.与人工海水环境相比，去离子水环境下的Ti3C2Tx环氧树脂涂层的摩擦系数较高且摩擦系数曲线波动较大，平均摩擦系数为0.20.涂层的平均磨损率与摩擦系数反映出的规律相反，由于人工海水环境下，涂层可能发生了腐蚀磨损，导致Ti3C2Tx环氧树脂涂层的磨损率有所提升［24］.

图4为不同环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层磨斑表面的SEM图.图5为不同环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层磨斑表面的拉曼图谱.与去离子水环境相比，人工海水环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层的磨斑表面更为平整，使得涂层在人工海水环境下具有较低且平稳的摩擦系数.去离子水环境下，磨斑表面观察到了连续的摩擦膜，同时磨斑表面存在大量的凹坑和分层现象，此时疲劳磨损为主要的磨损机理.由拉曼图谱分析可知，涂层磨斑表面的摩擦膜主要由环氧树脂以及Ti3C2Tx组成，这表明，摩擦过程中Ti3C2Tx并未发生化学反应.人工海水环境下，磨斑表面可以观察到沿载荷滑动方向的犁沟.通过EDS分析，磨斑表面存在大量来自人工海水环境中的Cl元素.人工海水环境中Cl-离子易与磨屑中的Ti元素反应，生成低摩擦系数的润滑相，从而起到润滑作用［25］.通过拉曼图谱分析可得，涂层磨斑表面摩擦膜的主要成分为CaCO3、MgCO3、NaCl、MgCl、CaCl、TiO2以及Ti3C2Tx.由于CaCO3、MgCO3等盐类属于典型的分子淤泥状物质，具有一定的边界润滑作用，同时盐类物质可以阻止摩擦副的直接接触，从而显著提升涂层的摩擦学性能［26］.

2.3 Ti3C2Tx改性环氧树脂涂层的耐腐蚀性能

图6（a）为人工海水环境下涂层的开路电位随时间变化的曲线.可以看出，纯环氧树脂涂层在人工海水环境下，浸泡初期开路电位较为平稳，平均开路电位为-0.16 V.随着浸泡时间的增加，人工海水中的盐类对涂层的腐蚀作用加剧，纯环氧树脂涂层的开路电位急剧下降，最终稳定在-0.3 V左右.相比纯环氧树脂涂层，Ti3C2Tx环氧树脂涂层在整个测试阶段，开路电位无明显变化，开路电位曲线平稳，开路电位为-0.05 V.

[JP+2]图6（b）为人工海水环境下，纯环氧树脂和Ti3C2Tx环氧树脂涂层在静态条件下的动电位极化曲线.通过塔菲尔外推法拟合获得腐蚀电流密度分别为4.51×10-7 A/cm2和2.62×10-8 A/cm2.与纯环氧树脂涂层相比，Ti3C2Tx环氧树脂涂层的开路电位提升了83.3%，同时腐蚀电流密度下降了一个数量级.以上结果表明，Ti3C2Tx的添加有效提升了环氧树脂涂层的耐腐蚀性能.

图7（a）为人工海水环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层摩擦试验前、摩擦过程中以及摩擦试验后的开路电位.可以看出，在摩擦试验开始之前，涂层的开路电位较为稳定，在300 s时，滑动副与涂层接触并开始滑动，开路电位随着摩擦时间的增加逐渐下降，这是由于随着摩擦时間的增加，涂层表面具有优异耐腐蚀性能的钝化膜逐渐被破坏，导致涂层的耐腐蚀性能下降，摩擦试验在1 200 s时结束，随着摩擦试验的停止，涂层表面逐渐形成了耐腐蚀性能较好的钝化膜，导致了涂层耐腐蚀性能提升，开路电位升高.

图7（b）为人工海水环境中Ti3C2Tx环氧树脂在仅腐蚀状态和腐蚀摩擦试验条件下的动电位极化曲线，可以看出，摩擦副与涂层未接触时，涂层的极化曲线较为平稳，随着摩擦磨损试验的开始，涂层的腐蚀电流密度发生了明显的震荡现象，这是由于摩擦过程中涂层表面的钝化膜局部破坏及再钝化导致的［25］.通过塔菲尔外推法拟合获得滑动条件和静态条件下腐蚀电流密度分别为，1.18×10-7 A/cm2和2.62×10-8 A/cm2.这表明，涂层耐腐蚀的主要原因归结于表面的钝化膜.

为了进一步探究Ti3C2Tx环氧树脂涂层的耐腐蚀机理，将环氧树脂涂层与Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下浸泡7天，并对浸泡后涂层的表面进行了表征.图8为环氧树脂涂层和Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水中浸泡7天后表面的SEM图以及Ti3C2Tx环氧树脂涂层表面的EDS图谱，可以看出，由于人工海水的浸入，环氧树脂涂层在人工海水中出现了明显的起皱现象，导致了涂层对基底的保护作用消失.与环氧树脂涂层相比，Ti3C2Tx环氧树脂涂层在浸泡7天后，表面形貌平整，通过EDS分析，涂层表面被人工海水中的盐类物质覆盖，这表明，Ti3C2Tx环氧树脂涂层为基体提供了一层物理屏障，防止了基体直接暴露于海水中［26］.以上结果进一步说明了，与环氧树脂涂层相比，Ti3C2Tx环氧树脂涂层具有更好的耐腐蚀性能.

2.4 Ti3C2Tx含量对环氧树脂涂层在人工海水环境下的摩擦学性能的影响

分别制备Ti3C2Tx含量为0 wt%、0.5 wt%、1 wt%以及1.5 wt%的Ti3C2Tx环氧树脂涂层，依次命名为MX0.0%、MX0.5%、MX1.0%和MX1.5%.图9（a）为人工海水环境下MX0.0%- MX1.5%Ti3C2Tx环氧树脂涂层的摩擦系数随时间变化的曲线.可以看出，纯环氧树脂涂层摩擦过程中跑合期较长，约为20 min，且摩擦系數曲线波动较大.磨损率相对较高，为1.86×10-3 mm3/Nm.相较而言，Ti3C2Tx的添加能够明显降低环氧树脂涂层的摩擦系数和磨损率.随着涂层中Ti3C2Tx的含量的增大，涂层的摩擦系数呈先减小后增大的趋势.当Ti3C2Tx含量在0.5 wt%时，涂层的摩擦系数较纯环氧树脂涂层有明显降低且极为平稳.当Ti3C2Tx含量为1.0 wt%时，涂层的摩擦系数进一步降低，平均摩擦系数可低至0.13，较纯环氧树脂涂层降低了65.8%.随着涂层中Ti3C2Tx含量的继续增大，涂层的摩擦系数呈上升趋势，当Ti3C2Tx含量为1.5 wt%时，涂层的摩擦系数升至0.26.

图9（b）为人工海水环境下MX0.0%- MX1.5%Ti3C2Tx环氧树脂涂层的磨损率与平均摩擦系数.与摩擦系数变化规律相同，随着涂层中Ti3C2Tx的含量的增大，涂层的磨损率也呈现先减小后增大的趋势.当Ti3C2Tx含量为1.0 wt%时，涂层的磨损率最低，为4.99×10-5 mm3/Nm，较纯环氧树脂涂层降低了2个数量级.

图10（a）、（b）为纯环氧树脂涂层在人工海水环境下磨斑表面的SEM图及局部放大图.可以看出，纯环氧树脂涂层磨斑表面存在大量磨屑和磨屑碾平的区域，从三维形貌图可以看出，磨痕两侧存在明显的压溃区.这是由于环氧树脂属于典型的脆性材料，因此在外力的作用下，环氧树脂中的大分子链易发生断裂，导致材料出现片状或层状剥落现象［27］.从高倍数SEM图可以看出，磨斑表面存在大量微裂纹，此时磨粒磨损为主要的磨损机理.

图10（c）、（d）为0.5 wt%Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下磨斑表面及局部放大的SEM图.可以看出，磨斑表面存在大量磨屑，磨屑在循环应力的作用下被碾碎，并嵌入摩擦膜表面产生平行于载荷滑动方向的犁沟，同时由于人工海水环境中，涂层发生了腐蚀磨损，导致磨斑表面出现了大量的腐蚀坑，此时磨粒磨损和腐蚀磨损为主要的磨损机理.由于环氧树脂与Ti3C2Tx具有良好的界面相互作用，导致Ti3C2Tx易与环氧树脂中的大[HJ2.1mm]分子链发生物理或化学耦合，因此Ti3C2Tx环氧树脂涂层中的Ti3C2Tx，可以使涂层承受更高的外来载荷［28］.此外，由于填料的改性，在摩擦磨损过程中，摩擦副之间容易形成转移膜，避免或减轻了对摩副之间接触，因此随着涂层中Ti3C2Tx含量的增大，磨斑表面形貌逐渐光滑平整［29］.

图10（e）、（f）为1.0 wt%Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下磨斑表面及局部放大的SEM图.从高倍SEM图可以看出，与环氧树脂涂层相比，磨斑表面疲劳裂纹消失，同时磨斑表面摩擦膜平整且连续，这是由于Ti3C2Tx能够一定程度减缓裂纹发展速度，当裂纹发展至Ti3C2Tx处被钝化，导致破坏性裂纹形成一定程度减少，因此仅有少量的磨屑以及较浅的犁沟出现在磨斑表面，黏着磨损为此时主要的磨损机理.图10（g）、h）为1.5 wt%Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下磨斑表面及局部放大的SEM图.可以看出，当Ti3C2Tx含量为1.5 wt%时，涂层的磨损率较大且磨斑表面较为粗糙，这是由于，随着填料含量的增大，填料出现了一定程度的团聚倾向，填料与基底的结合力减弱，因此涂层在摩擦的过程中，产生了大面积层状脱落现象，此外由于应力集中效应，导致在摩擦的过程中，Ti3C2Tx团聚处易产生大量的疲劳裂纹，导致此时涂层的摩擦系数和磨损率较高［29］.

图11为Ti3C2Tx环氧树脂涂层在人工海水环境下的磨损机理示意图.环氧树脂粘结剂为基体提供了一层物理屏障，防止了基体直接暴露于海水中，Ti3C2Tx有效地填充了环氧树脂结构中的间隙，同时比表面积较大的二维层状Ti3C2Tx使腐蚀物质的扩散曲径延长，阻止了来自人工海水环境中的盐类物质的渗透，从而显著提升涂层的耐腐蚀性能［30］.人工海水环境下，涂层与Si3N4配副摩擦的过程中，形成了一层以Ti3C2Tx以及CaCO3、MgCO3、NaCl、MgCl、CaCl等物质组成的摩擦膜，避免了摩擦副之间的直接接触，从而起到减摩润滑作用.

3 结论

（1）与去离子水环境相比，人工海水环境下Ti3C2Tx环氧树脂涂层的磨斑表面更为平整，使得涂层在人工海水环境下具有较低且平稳的摩擦系数.人工海水环境下，磨痕表面形成了一层以CaCO3、MgCO3、NaCl、MgCl、CaCl、TiO2以及Ti3C2Tx组成的润滑膜，由于CaCO3、MgCO3等盐类具有良好的润滑性能，同时人工海水环境下的Cl-离子易于磨屑中的Ti元素反应，生成低摩擦系数的润滑相，因此人工海水环境下，Ti3C2Tx环氧树脂涂层具有良好的摩擦学性能.

（2）人工海水环境下，Ti3C2Tx环氧树脂涂层与纯环氧树脂涂层相比，开路电位提高了0.25 V，腐蚀电流密度下降了1个数量级，Ti3C2Tx环氧树脂涂层在摩擦过程中，随着摩擦试验的开始，涂层表面的钝化膜被破坏，导致了涂层的耐腐蚀性能下降，随着摩擦试验的停止，涂层的钝化膜重新形成，涂层的耐腐蚀性能提升.因此，Ti3C2Tx的添加有效增强了环氧树脂的耐腐蚀性能.

（3）人工海水环境下，Ti3C2Tx环氧树脂涂层的摩擦系数和磨损率随着Ti3C2Tx含量的增加呈现先减小后增大的趋势，当Ti3C2Tx含量为1 wt%时，涂层的摩擦系数和磨损率最低，分别为0.13和4.99×10-5 /Nm，较纯环氧树脂相比，分别降低了65.8%和两个数量级.随着环氧树脂涂层中Ti3C2Tx含量的增加，在人工海水环境下，涂层的磨损机理由严重的磨粒磨损转变为黏着磨损.

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【责任编辑：蒋亚儒】

基金项目：国家自然科学基金项目（51705300）； 中国博士后科学基金项目（2018M643559）； 陕西省科技厅自然科学基础研究计划项目（2022JM-267）； 陕西省教育厅专项科研计划项目（21J0537）； 陕西科技大学博士科研启动基金项目（2017BJ-05）

作者简介：方 媛（1988—），女，陕西宝鸡人，副教授，博士，研究方向：结构/润滑功能一体化陶瓷基复合材料