476 / 2023-02-10 23:24:06

数据驱动的钻具关键复合材料和防护涂层设计

深地；深海；材料设计；多因素耦合；多尺度理论计算

面向深地、深海资源开发，钻探机具在高温（≥300℃）、高速冲蚀、磨粒磨损、腐蚀等复杂苛刻环境下长时间服役，环境因素与机械摩擦学的共同作用导致关键部件和材料表面加速损伤失效。因此，高温耦合环境服役的钻具对机械密封、轴承、定子、转子等关键运动部件提出了高可靠性、高稳定性和长寿命的要求，给摩擦学和机械表面界面科学研究带来了诸多挑战。本工作以典型运动部件的金属基复合材料和防护涂层为对象，发展集成关键实验、多尺度理论计算和数据库技术的研究方法，揭示苛刻环境力-热-介质多因素耦合机制和表界面结构演变规律，设计开发新型耐高温复合材料和多功能一体化涂层体系，以突破现有钻具关键部件在深地、深海苛刻环境下的服役极限。