近幾十年,疏水/疏油表面技術(shù)吸引了國內(nèi)外學(xué)者和工業(yè)界人士的廣泛關(guān)注,其具有的優(yōu)良性質(zhì)使它得到了應(yīng)用廣泛,然而目前大部分方法制備的疏水/疏油表面的使用壽命仍達(dá)不到在嚴(yán)苛工況下的使用要求,針對傳統(tǒng)方法制備的疏水/疏油表面存在的機(jī)械穩(wěn)定性弱和耐久性差的情況,本文提出了一種將微結(jié)構(gòu)加工和潤濕性控制一步實現(xiàn)的穩(wěn)固疏水疏油的微結(jié)構(gòu)表面制備新方法:激光液相加工法。主要研究工作如下:（1）提出了激光液相加工法,搭建了激光液相加工實驗平臺,研究了激光工藝參數(shù)在液相環(huán)境下對YT15硬質(zhì)合金表面微觀結(jié)構(gòu)形貌的影響規(guī)律,實現(xiàn)了微/納凸起結(jié)構(gòu)雙疏表面的制備。通過試驗對比研究了不同激光參數(shù)制備的雙疏表面潤濕性的變化情況,結(jié)合形貌和元素分析,驗證了激光液相加工法制備穩(wěn)固雙疏表面的可行性。（2）利用激光液相加工法,創(chuàng)新激光掃描方式,研究了激光工藝參數(shù)在液相環(huán)境下對微坑結(jié)構(gòu)雙疏表面的形貌及幾何參數(shù)的影響規(guī)律,采用響應(yīng)曲面法建立了激光工藝參數(shù)和微結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的數(shù)學(xué)模型,根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)獲得了最優(yōu)的激光工藝參數(shù)組合,實現(xiàn)了微坑結(jié)構(gòu)雙疏表面的制備。（3）利用可控環(huán)境摩擦磨損儀對比研究了激光液相加工法制備的微坑結(jié)構(gòu)雙疏表面與傳統(tǒng)方... 

【文章來源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

理想表面接觸角模型

°時，材料被認(rèn)為是親水性的；當(dāng)° °90 150時，材料被認(rèn)為，材料被認(rèn)為是超疏水性的。最先用于解釋潤濕性的理論是楊cosgs sl lg 圖 1.2 理想表面接觸角模型固體表面靜態(tài)接觸角 是由氣-固、固-液，液-氣，三種接觸處定的（圖 1.2）。此公式適用于均勻一致的固體表面且固-液之間部分固體表面粗糙不平這一實際情況，后來的研究者在楊氏理出了 Wenzel 模型[23]和 Cassic-Baxter 模型[24]（圖 1.3）。

（a）ZnO 微/納結(jié)構(gòu) （b）表面潤濕性的轉(zhuǎn)變圖 1.4 ZnO 微/納結(jié)構(gòu)及表面潤濕性的轉(zhuǎn)變[40]從上述研究可知，激光表面處理制備的微結(jié)構(gòu)會顯著影響表面潤濕性，若微結(jié)構(gòu)上還存在著尺度更小的納米級結(jié)構(gòu)，表面的潤濕性會進(jìn)一步受影響。固體表面經(jīng)激光表面處理后再結(jié)合氟化物浸泡、涂覆涂層、低溫退火等合適的低表面能處理方法可以使表面由親液特性轉(zhuǎn)變?yōu)殡p疏特性。受上述研究啟發(fā)，若將激光表面處理應(yīng)用至硬質(zhì)合金材料，再結(jié)合低表面能處理，這樣可制備出具有雙疏特性的微結(jié)構(gòu)表面。1.3.3 潤濕性表面的應(yīng)用自發(fā)現(xiàn)“荷葉效應(yīng)”以來，潤濕性研究受到了極大的關(guān)注，并取得了顯著的進(jìn)展[42-44]。經(jīng)過眾多學(xué)者專家的研究和推廣，潤濕性表面已在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中都發(fā)揮了重要作用[45-47]。嚴(yán)誠平[48]通過掩膜刻蝕和表面沉積 C4F8 膜的方式在玻璃基底上制備出不同潤濕性的表面，通過自制的冷凝實驗平臺模仿自然界霧氣的產(chǎn)生與收集過程，發(fā)現(xiàn)潤濕差異性表面出現(xiàn)了滴狀冷凝現(xiàn)象，并成功收集到了液態(tài)的水（圖 1.5（a）），證明了潤濕差異性的玻璃表面具有捕霧集

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3243458