随着工业旋转机械高速、高精度、高刚度的发展需求，高速水轴承成为学术界竞相研究的热点之一。然而，空蚀是高速水润滑轴承材料的主要失效形式之一，制约着轴承的工作寿命。为了寻求用于高速水轴承的抗空蚀涂层，本文开展了气体渗碳涂层、渗氮涂层、渗Cr3Si涂层、微弧氧化涂层和类金刚石涂层等材料抗空蚀的试样试验研究，并将优选出的试件材料制成实际的水轴承，开发高速水轴承空蚀试验装置，开展水轴承材料抗空蚀的台架试验研究。此外，本文还针对高速水轴承的气水两相紊流润滑理论进行了初步探索。现将论文主要内容及取得的研究成果概括如下:　　(1)开展高速水轴承材料抗空蚀的试样试验研究。　　研制了一种旋转圆盘空蚀装置和一种恒压射流空蚀装置，制备了模拟水轴承的试样材料:不锈钢表面低温电弧沉积类金刚石(DLC)涂层、不锈钢气体渗碳涂层、不锈钢气体渗氮涂层、不锈钢表面渗Cr3Si涂层、铝合金微弧氧化(MAO)涂层等，开展其抗空蚀的试样试验研究。试验后，采用称重法测量了试样的失重，并测试了试样表面的空蚀形貌。　　结果表明:水流机械冲击是造成材料空蚀的主要原因;铜合金、铝合金等传统轴承材料的抗空蚀能力差;奥氏体不锈钢空蚀后的蚀坑数量明显减少，具有较优的抗空蚀性能;不锈钢气体渗氮层、Cr3Si涂层、DLC涂层和MAO涂层均能提高基体的抗空蚀能力。　　(2)开展高速水轴承材料抗空蚀的台架试验研究。　　研制了一种用于模拟水轴承实际工况的空蚀试验装置，着重完成了试验轴承部分、高压供水系统和测量系统等的开发工作。在此基础上，研制了类金刚石涂层、奥氏体不锈钢和铅青铜材料的水轴承，开展高速水轴承材料抗空蚀的台架试验研究，试验后测试了水轴承封水表面的的空蚀形貌。　　结果表明:主轴转速的高速化加剧了轴承材料的空化和空蚀;高速下铅青铜合金水轴承封水面已变得粗糙，出现不规则剥落，形成气孔状深坑和彼此重叠的坑群;奥氏体不锈钢水轴承的抗空蚀能力明显优于铅青铜合金水轴承，而DLC涂层水轴承又使不锈钢基体的抗空蚀能力进一步强化，适应了高速水轴承材料抗空蚀性能的要求。　　(3)高速水轴承气水两相紊流润滑理论的初步探索。　　基于考虑界面效应的广义Reynolds方程、气泡力平衡方程和静压水腔的流量平衡方程，建立高速水轴承封水面的气-水紊流润滑模型。采用数值计算方法求解此模型，获得水轴承的压力分布、气泡浓度分布、承载能力等静态特性参数。结果表明:理论空化区域与试验空蚀形貌吻合较好，本理论模型的计算结果能对水轴承材料的空蚀区域进行有效的预测;相比纯水润滑，气水两相流润滑改变了水膜压力场，影响着水轴承的承载能力。