超疏水表面的性能由材料的化學(xué)成分和表面微結(jié)構(gòu)決定,表面微結(jié)構(gòu)從尺度上可以分為小微結(jié)構(gòu)和微納結(jié)構(gòu)。根據(jù)Cassie-Baxter模型和Wenzel模型可知微結(jié)構(gòu)的存在能夠使材料表面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。研究水滴在微結(jié)構(gòu)表面上的預(yù)測(cè)理論,對(duì)于指導(dǎo)微結(jié)構(gòu)表面設(shè)計(jì),降低設(shè)計(jì)成本具有重要意義。電火花加工中電極與工件不存在宏觀切削力,可通過控制能量改變表面粗糙度,通過反銬和增加自由度的方法制造復(fù)雜的形狀。超疏水表面制備的重要步驟是表面微結(jié)構(gòu)的加工,電火花加工在超疏水表面的制備上有廣闊的應(yīng)用前景。本文通過仿真的方法研究了電火花加工的表面形貌。建立了電火花加工的仿真模型,以熱場(chǎng)和流場(chǎng)的耦合來研究加工表面的形成過程;電火花加工時(shí),放電點(diǎn)的分布具有隨機(jī)性,為了使仿真中的放電點(diǎn)位置與實(shí)際情況更加符合,通過隨機(jī)函數(shù)生成了隨機(jī)數(shù)作為放電點(diǎn)的位置;考慮了放電通道的膨脹過程,在傳統(tǒng)高斯熱源的基礎(chǔ)上對(duì)熱源進(jìn)行了改進(jìn)。分析了仿真得到的表面形貌,利用平均凹坑尺寸建立了表面形貌的模型,通過建立的模型計(jì)算了表面粗糙度和表面粗糙度系數(shù),研究了表面粗糙度系數(shù)隨電參數(shù)的變化規(guī)律。小微結(jié)構(gòu)的尺寸和形狀對(duì)液滴在材料表面的接觸角的值有很大的影...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2表面形貌的簡(jiǎn)化模型[11]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-圖1-2表面形貌的簡(jiǎn)化模型[11]哈爾濱工業(yè)大學(xué)白學(xué)林[12]分析了靜態(tài)接觸角與動(dòng)態(tài)接觸角之間的關(guān)系；針對(duì)電火花加工的表面形貌的特性，分析了多尺度結(jié)構(gòu)、不同微觀形貌、多種潤(rùn)濕狀態(tài)混合對(duì)潤(rùn)濕性的影響，設(shè)計(jì)了陣列結(jié)構(gòu)，并建立了一級(jí)和二級(jí)結(jié)構(gòu)的接觸角....

圖1-3二級(jí)結(jié)構(gòu)模型圖[12]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-4-圖1-2表面形貌的簡(jiǎn)化模型[11]哈爾濱工業(yè)大學(xué)白學(xué)林[12]分析了靜態(tài)接觸角與動(dòng)態(tài)接觸角之間的關(guān)系；針對(duì)電火花加工的表面形貌的特性，分析了多尺度結(jié)構(gòu)、不同微觀形貌、多種潤(rùn)濕狀態(tài)混合對(duì)潤(rùn)濕性的影響，設(shè)計(jì)了陣列結(jié)構(gòu)，并建立了一級(jí)和二級(jí)結(jié)構(gòu)的接觸角....

圖1-4加工原理及[15]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-5-圖1-4加工原理及加工工件[14]PatriciaBWeisensee等[15]在1cm×1cm×2cm的低碳鋼工件上加工了蘑菇形狀的微陣列結(jié)構(gòu)，利用油滴和水滴表征了微結(jié)構(gòu)工件表面的疏油和疏水性能，實(shí)驗(yàn)測(cè)得，油的接觸角為152°，水的接觸角為1....

圖1-4加工原理及加工工件[14]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-5-圖1-4加工原理及加工工件[14]PatriciaBWeisensee等[15]在1cm×1cm×2cm的低碳鋼工件上加工了蘑菇形狀的微陣列結(jié)構(gòu)，利用油滴和水滴表征了微結(jié)構(gòu)工件表面的疏油和疏水性能，實(shí)驗(yàn)測(cè)得，油的接觸角為152°，水的接觸角為1....

本文編號(hào)：4025154