鈦合金因其良好的耐腐蝕性、較高的比強(qiáng)度、無磁性以及生物相容性等特性,已被廣泛應(yīng)用到船舶、航空、石油化工和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。鈦元素在常溫下迅速與氧發(fā)生反應(yīng),生成一層致密氧化膜,可應(yīng)用于常溫海洋環(huán)境的抗腐蝕材料。然而,在無氧或者缺氧等環(huán)境中,氧化膜如被破壞將很難恢復(fù)。而且,當(dāng)鈦合金與其它合金組成電偶對時,易由于析氫而發(fā)生氫脆斷裂。受“荷葉效應(yīng)”的啟發(fā),具有超疏水性能的材料表面,可有效阻止腐蝕性介質(zhì)與基體的接觸,抑制腐蝕的危害。因此,通過在鈦合金表面構(gòu)建超疏水表面,對于提高鈦合金零件在海水中的耐腐蝕性能具有重要的工程應(yīng)用價值。首先,建立溝槽微結(jié)構(gòu)陣列的幾何模型,闡述溝槽微結(jié)構(gòu)陣列的幾何參數(shù)分別在Cassie-Baxter和Wenzel浸潤狀態(tài)下與表面疏水角的關(guān)系。當(dāng)液滴處于Wenzel狀態(tài)時,接觸角數(shù)值會隨著幾何參數(shù)A值（溝槽寬度/溝槽間距）的增大而增大,隨幾何參數(shù)B值（溝槽高度/溝槽間距）的增大而減小,受溝槽傾角α的影響較小。當(dāng)液滴處于Cassie-Baxter狀態(tài)時,接觸角數(shù)值會隨著參數(shù)A（溝槽寬度/溝槽間距）的增大而增大,隨著溝槽傾角α的增大而減小,此狀態(tài)下的超疏水微結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)增加溝... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２光滑表面和粗糙表面的水滴存在狀態(tài)??

種浸潤狀態(tài)的判斷準(zhǔn)則以及轉(zhuǎn)化機(jī)制，并通過實驗驗證模型的正確性。??考慮到微機(jī)械加工工藝簡便性，本章僅考慮槽壁與槽底的傾角為鈍角或直角??（０°＜ｃｘＳ?９０°）的情況，即圖２－１即為溝槽微結(jié)構(gòu)陣列的幾何模型，將圖中虛??線區(qū)域選定為一個單元來分析計算。??１３??

第二章溝槽微結(jié)構(gòu)陣列幾何設(shè)計與接觸角預(yù)測??２．１．１液體處于Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)下的＾４角分析??液體在固體表面處于Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)下即處于完全浸潤時，如圖２－２所示。??／Ｚ??Ｍ??ｗＪ??溝槽微結(jié)構(gòu)??圖２－２液滴處于Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)??固體與液體的實際接觸面積，即溝槽凸出部分的面積如式（２－１）所示。??５ａ?＝?（ａ?＋?ｂ）ｌ?＋?２ｈｌ?（２－１）??其在槽底面的投影面積為式（２－２）所示。??５ｐ?＝?（ａ?＋?ｂ）ｌ?（２－２）??則粗糙度因子ｒ如式（２－３）所示。??ｒ?＝?Ｓｆ＝ｌ?＋?－＾－?（２－３）??Ｓｐ?ｉａ＋ｂ）??其頭際接觸角０Ｗ如式（２－４）所不。??ｃｏｓｄｗ?＝?ｒｃｏｓｄ?＝?１?＋?－－１?ｃｏｓＯ?（２－４）??（ａ＋ｂ）］??令溝槽的特征參數(shù)Ｚ?＝?６?＝?１，則式（２－４）可表不為式（２－５）。??ａ?ａ??喊＝?［１?＋?Ｊ?一?（２＿５）??式（２－５）表明：當(dāng)液體在材料表面分布處于Ｗｅｎｚｅｌ狀態(tài)時，接觸角數(shù)值會??隨著Ｘ的增大而增大，隨５的增大而減小。這就要求在超疏水表面微結(jié)構(gòu)設(shè)計??時，盡量增加溝槽的寬度，減小溝槽的高度和溝槽間距。??１５??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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[3]超疏水表面微結(jié)構(gòu)對其疏水性能的影響及應(yīng)用[D]. 張泓筠.湘潭大學(xué) 2013
[4]金屬切削毛刺形成的數(shù)值模擬及控制技術(shù)研究[D]. 曲海軍.江蘇大學(xué) 2011

碩士論文
[1]溶膠—凝膠法和水熱合成法制備超疏水表面及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D]. 時銀龍.華南理工大學(xué) 2015
[2]超疏水表面制備及其在海水中的腐蝕行為研究[D]. 劉明芝.南昌航空大學(xué) 2012
[3]鈦合金表面微納結(jié)構(gòu)對其超疏水性能影響的研究[D]. 袁長松.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3383278