發(fā)布時間：2017-09-16 15:04

  本文關鍵詞：雙疏鋁合金表面制備及其性能研究

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【摘要】：由于鋁合金表面耐磨性能較差,一直制約著該材料的應用。本文旨在通過改變鋁合金表面潤濕性,從而提高鋁合金表面在水潤滑條件下的摩擦學性能,為制備新型雙疏耐磨鋁合金表面提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。本文以船用鋁合金為基體材料,利用在其表面構(gòu)筑微結(jié)構(gòu)與納米粒子植入相結(jié)合的方法,制備具有微納二級結(jié)構(gòu)的仿生雙疏表面,并研究其表面的潤濕性與摩擦學特性。利用機械摩擦法和電化學腐蝕法探討制備的雙疏表面的耐久性,為提高鋁合金耐久性能提供新的方法。利用激光加工技術(shù)在5083船用鋁合金表面刻蝕出間距為100μm的點陣和網(wǎng)格微結(jié)構(gòu),采用溶膠-凝膠法將SiO2納米粒子涂覆在經(jīng)激光加工的鋁合金表面,制備出超疏水且疏油的表面。用接觸角測量儀測量其表面接觸角和滾動角,結(jié)果表明,相對于點陣微結(jié)構(gòu),網(wǎng)格微結(jié)構(gòu)表面的超疏水和疏油性能更強,水接觸角達到159.9°,對油(十六烷)的接觸角達到142.0°。采用多功能摩擦試驗機探討了雙疏鋁合金表面在水潤滑和油潤滑條件下的摩擦學特性。研究表明,同樣的微結(jié)構(gòu)表面,油潤滑條件下的摩擦系數(shù)顯著小于水潤滑條件下的,且波動幅度更小,磨痕也更淺更窄。隨表面疏水和疏油性能的提高,摩擦系數(shù)減小。磨痕深度變淺,寬度變窄。水潤滑條件下,點陣微結(jié)構(gòu)表面的摩擦系數(shù)大于網(wǎng)格微結(jié)構(gòu)表面；而油潤滑條件下,點陣微結(jié)構(gòu)表面的摩擦系數(shù)小于網(wǎng)格微結(jié)構(gòu)表面。雙疏表面的制備顯著提高了鋁合金的摩擦學性能。采用試樣負載并在砂紙上摩擦滑行的方法測試耐久性,結(jié)果顯示,當摩擦滑行距離達到10m時,光滑表面的接觸角小于鋁合金表面原始接觸角72.3°,而激光刻蝕的網(wǎng)格和點陣依然疏水且網(wǎng)格的耐久性更強。采用電化學分析方法研究了雙疏鋁合金表面在海水環(huán)境中的耐腐蝕性能,結(jié)果表明,具有微納雙層結(jié)構(gòu)的超疏水表面耐腐蝕性顯著增強,可將鋁合金的腐蝕阻抗提高2個數(shù)量級。這說明所制備的雙疏表面對外力等機械作用具有了較強的耐受性且具有較強的耐腐蝕性能。
【關鍵詞】：雙疏鋁合金表面 潤濕性 摩擦學性能 耐蝕性
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 鋁合金的摩擦學研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 仿生表面在摩擦學領域的意義12-14
• 1.3 水潤滑研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 雙疏表面的意義及研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 本論文研究內(nèi)容及意義18-20
• 1.5.1 研究內(nèi)容18
• 1.5.2 研究意義18-20
• 第2章 實驗儀器與方法20-26
• 2.1 實驗材料與試劑20-21
• 2.1.1 實驗材料20
• 2.1.2 實驗試劑20-21
• 2.2 實驗方法21-22
• 2.2.1 表面微結(jié)構(gòu)的構(gòu)建21
• 2.2.2 納米二氧化硅涂層的制備21-22
• 2.3 測試設備與測試方法22-26
• 2.3.1 表面硬度及形貌測量22-23
• 2.3.2 接觸角和滾動角測量23
• 2.3.3 摩擦磨損性能測量23-24
• 2.3.4 耐久性評價24-26
• 第3章 雙疏鋁合金表面潤濕性研究26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 激光加工試樣的表面形貌26-28
• 3.3 涂覆納米二氧化硅試樣的表面形貌28-29
• 3.4 SiO_2濃度對光滑試樣表面潤濕性的影響29-31
• 3.5 微結(jié)構(gòu)形貌和參數(shù)對潤濕性的影響31-34
• 3.6 水/油潤濕性比較34-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第4章 表面潤濕性對水/油潤滑摩擦學特性的影響37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 表面摩擦系數(shù)37-41
• 4.3 磨痕形貌41-44
• 4.4 結(jié)論44-45
• 第5章 雙疏鋁合金表面的耐久性45-54
• 5.1 引言45-46
• 5.2 摩擦前后表面的變化46-50
• 5.3 耐海水腐蝕性能50-53
• 5.4 結(jié)論53-54
• 第6章 結(jié)論與展望54-56
• 6.1 結(jié)論54-55
• 6.2 展望55-56
• 參考文獻56-61
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文61-62
• 致謝62

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張棟;張文靜;樂永康;李煉;;鋁合金表面陽極氧化膜的制備及其摩擦性能[J];材料保護;2009年03期

2 王莉;嚴誠平;王權(quán)岱;郭方亮;郝秀清;;金屬微結(jié)構(gòu)雙疏表面的摩擦特性研究[J];華中科技大學學報(自然科學版);2012年S2期

3 管國鋒,譚強,萬輝;SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固體酸催化劑的表征及其催化合成均苯四甲酸四異辛酯[J];石油化工;2005年07期

4 王奔;念敬妍;鐵璐;張亞斌;郭志光;;穩(wěn)定超疏水性表面的理論進展[J];物理學報;2013年14期

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本文編號：863749