與普通超疏水表面相比,具有特殊結(jié)構(gòu)的超疏水表面可有效減少固液接觸時間,進而提升其在防結(jié)冰領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。目前具有該特性的這類結(jié)構(gòu)主要為柱狀或錐狀陣列,其單個結(jié)構(gòu)尺寸≤500μm、高徑比較大,且在制備過程中存在效率低、成本高等問題。課題組前期通過仿真模擬發(fā)現(xiàn),具有半球陣列結(jié)構(gòu)的超疏水表面同樣可減少液滴碰撞過程中的固液接觸時間。由于模具復(fù)制工藝具有高效率、低成本、適于大面積制備等優(yōu)勢,故如何構(gòu)建陣列微坑結(jié)構(gòu)就成為研究的難點。本文以鎂合金為基體,采用COMSOL仿真模擬與試驗相結(jié)合的方式研究陣列微坑的掩膜脈沖電解加工工藝,實現(xiàn)對鎂合金基陣列微坑結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)控,并研究液滴落在利用該陣列微坑模具復(fù)制所得超疏水表面上的碰撞情況,對固液接觸時間減小的效果進行驗證。論文的主要研究工作和結(jié)果如下:（1）采用COMSOL建立掩膜脈沖電解加工過程的多物理場有限元模型,對實際加工條件進行合理簡化,得到用于仿真分析的邊界條件;首先分析了加工過程中結(jié)構(gòu)變化與場強分布的相互影響規(guī)律,揭示了微坑形貌隨電流密度和加工時間的變化規(guī)律;然后通過分析加工間隙中電場分布情況,推導(dǎo)出陽極表面電流密度的分布情況,并由此解釋了微坑形... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 微坑陣列結(jié)構(gòu)的制備
        1.2.1 微細(xì)機械加工
        1.2.2 微細(xì)電火花加工
        1.2.3 激光微細(xì)加工
        1.2.4 超聲微細(xì)加工
        1.2.5 微細(xì)電化學(xué)加工
    1.3 掩膜脈沖電解加工技術(shù)
    1.4 本文研究思路與內(nèi)容
2 掩膜脈沖電解加工基本理論
    2.1 掩膜脈沖電解加工基本原理
        2.1.1 法拉第定律
        2.1.2 電極電位形成原理
        2.1.3 陽極極化曲線
    2.2 脈沖電解加工影響因素
        2.2.1 電解液組成
        2.2.2 電流密度的影響規(guī)律
        2.2.3 加工電壓的影響規(guī)律
        2.2.4 電源占空比的影響規(guī)律
    2.3 本章小結(jié)
3 掩膜電解加工圓形微坑結(jié)構(gòu)仿真分析
    3.1 COMSOL Multiphysics仿真分析原理
        3.1.1 掩膜電解加工實際問題簡化
        3.1.2 掩膜電解加工數(shù)學(xué)模型建立
    3.2 掩膜電解加工仿真分析
        3.2.1 電解加工仿真模型建立
        3.2.2 掩膜電解加工仿真試驗結(jié)果分析
    3.3 本章小結(jié)
4 掩膜脈沖電解加工試驗
    4.1 掩膜脈沖電解加工試驗流程
    4.2 試驗準(zhǔn)備
        4.2.1 陽極加工金屬基材選擇
        4.2.2 掩膜材料選擇
        4.2.3 電解液選擇
        4.2.4 電解泵選擇
        4.2.5 脈沖電源選擇
        4.2.6 夾具設(shè)計
        4.2.7 試驗系統(tǒng)整體方案設(shè)計
    4.3 掩膜脈沖電解加工試驗
        4.3.1 掩膜制備
        4.3.2 圓形微坑陣列結(jié)構(gòu)尺寸測量及均勻性評價標(biāo)準(zhǔn)
        4.3.3 電流密度對于圓形微坑形貌的影響
        4.3.4 加工時間對于圓形微坑形貌的影響
        4.3.5 電源頻率對于圓形微坑形貌的影響
        4.3.6 電源占空比對于圓形微坑形貌的影響
        4.3.7 掩膜脈沖電解參數(shù)組合加工的圓形微坑陣列
    4.4 液滴彈跳驗證性試驗
        4.4.1 微坑陣列制備復(fù)制
        4.4.2 液滴彈跳試驗
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]自清潔材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 劉嘯成,戴禮興.  中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2017(17)
[4]凍雨的危害[J]. 霍壽喜.  生命與災(zāi)害. 2017(01)
[5]基于電場的雙層模板電解加工微坑過程模擬[J]. 錢雙慶,季峰.  電加工與模具. 2014(06)
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[9]特種加工微小孔技術(shù)及其發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 高霽,曹國強.  機械設(shè)計與制造. 2005(07)

博士論文
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碩士論文
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[3]基于單一組份NaNO3電解液的Ti-6Al-4V薄板群孔電解加工研究[D]. 高傳平.南京航空航天大學(xué) 2016
[4]電解加工過程的多場耦合仿真研究[D]. 何長運.廣東工業(yè)大學(xué) 2015
[5]基于掩膜刻蝕的微小結(jié)構(gòu)陣列加工方法研究[D]. 王艷萍.大連理工大學(xué) 2015
[6]葉片高頻窄脈沖電解加工過程多場耦合仿真[D]. 江偉.合肥工業(yè)大學(xué) 2015
[7]高頻微秒級脈沖精密電化學(xué)加工中的多場耦合數(shù)值模擬[D]. 秦艷芳.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[8]電液束加工微小結(jié)構(gòu)試驗研究[D]. 于文濤.大連理工大學(xué) 2013
[9]鎳基鑄造高溫合金K424電解磨削復(fù)合加工試驗研究[D]. 沈崢嶸.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]基于鹽溶液的微小孔電液束加工技術(shù)研究[D]. 賈繼欣.南京航空航天大學(xué) 2011



本文編號：2957162