本文關(guān)鍵詞：雙疏鋁合金表面制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 雙疏鋁合金表面 潤(rùn)濕性 摩擦學(xué)性能 耐蝕性

【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(yīng)用。本文旨在通過(guò)改變鋁合金表面潤(rùn)濕性,從而提高鋁合金表面在水潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)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(jí)結(jié)構(gòu)的仿生雙疏表面,并研究其表面的潤(rùn)濕性與摩擦學(xué)特性。利用機(jī)械摩擦法和電化學(xué)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(diǎn)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(cè)量?jī)x測(cè)量其表面接觸角和滾動(dòng)角,結(jié)果表明,相對(duì)于點(diǎn)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(qiáng),水接觸角達(dá)到159.9°,對(duì)油(十六烷)的接觸角達(dá)到142.0°。采用多功能摩擦試驗(yàn)機(jī)探討了雙疏鋁合金表面在水潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑條件下的摩擦學(xué)特性。研究表明,同樣的微結(jié)構(gòu)表面,油潤(rùn)滑條件下的摩擦系數(shù)顯著小于水潤(rùn)滑條件下的,且波動(dòng)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(rùn)滑條件下,點(diǎn)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(rùn)滑條件下,點(diǎn)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(xué)性能。采用試樣負(fù)載并在砂紙上摩擦滑行的方法測(cè)試耐久性,結(jié)果顯示,當(dāng)摩擦滑行距離達(dá)到10m時(shí),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(diǎn)陣依然疏水且網(wǎng)格的耐久性更強(qiáng)。采用電化學(xué)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(qiáng),可將鋁合金的腐蝕阻抗提高2個(gè)數(shù)量級(jí)。這說(shuō)明所制備的雙疏表面對(duì)外力等機(jī)械作用具有了較強(qiáng)的耐受性且具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能。
【關(guān)鍵詞】：雙疏鋁合金表面 潤(rùn)濕性 摩擦學(xué)性能 耐蝕性
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：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(xué)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2 仿生表面在摩擦學(xué)領(lǐng)域的意義12-14
• 1.3 水潤(rùn)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?jī)?nèi)容及意義18-20
• 1.5.1 研究?jī)?nèi)容18
• 1.5.2 研究意義18-20
• 第2章 實(shí)驗(yàn)儀器與方法20-26
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑20-21
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料20
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)試劑20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)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(cè)試設(shè)備與測(cè)試方法22-26
• 2.3.1 表面硬度及形貌測(cè)量22-23
• 2.3.2 接觸角和滾動(dòng)角測(cè)量23
• 2.3.3 摩擦磨損性能測(cè)量23-24
• 2.3.4 耐久性評(píng)價(jià)24-26
• 第3章 雙疏鋁合金表面潤(rùn)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(duì)光滑試樣表面潤(rùn)濕性的影響29-31
• 3.5 微結(jié)構(gòu)形貌和參數(shù)對(duì)潤(rùn)濕性的影響31-34
• 3.6 水/油潤(rùn)濕性比較34-36
• 3.7 本章小結(jié)36-37
• 第4章 表面潤(rùn)濕性對(duì)水/油潤(rùn)滑摩擦學(xué)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(xiàn)56-61
• 攻讀學(xué)位期間公開(kāi)發(fā)表論文61-62
• 致謝62

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

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本文編號(hào)：863749