發(fā)布時間：2017-10-08 09:14

  本文關(guān)鍵詞：小口徑不銹鋼管內(nèi)表面抗黏附機理及其制備技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 抗黏附 電化學(xué)拋光 不銹鋼管 潤濕性 粗糙度 接觸角

【摘要】：小口徑不銹鋼管因其良好的抗腐蝕性能一直被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療、食品、半導(dǎo)體及核工業(yè)等需要運輸腐蝕性流體的領(lǐng)域中,而其內(nèi)表面的抗液體黏附性能則是影響其輸送效率、耐腐蝕性及傳送流量精度的一個重要影響因素。然而,目前關(guān)于固體表面的液體黏附機理研究相對較少,并無法為管道內(nèi)表面的制備提供有效的理論支持。同時,限于面向上述領(lǐng)域的不銹鋼管具有的內(nèi)徑小及長徑比大的特點,現(xiàn)有內(nèi)表面加工制備技術(shù)并無法滿足市場對不銹鋼管日益增長的表面質(zhì)量需求。因此,研究管道內(nèi)表面液體黏附機理及其抗黏附管道內(nèi)表面制備技術(shù)具有極其重要的理論與現(xiàn)實意義。為明確固體表面的液體黏附機理,本文通過對機加工表面的微觀幾何形貌進(jìn)行分析與表征,提出了基于簡化三角波表面輪廓模型的固-液-氣三相系統(tǒng)熱力學(xué)狀態(tài)方程,并建立了固體表面液滴瞬時接觸角與系統(tǒng)自由能關(guān)系模型,從而確定了影響固-液-氣三相接觸線動態(tài)移動過程的主要影響因素。同時,通過在具有各向異性特性的本征疏水高分子有機材料與本征親水的金屬材料表面上進(jìn)行液滴的靜態(tài)接觸角測量實驗,分別分析表面粗糙度與化學(xué)成分對平行與垂直紋理方向接觸角的影響規(guī)律,以驗證所建立的理論模型的正確性。最后,提出了表面輪廓溝槽導(dǎo)致的能量壁壘與化學(xué)成分影響的潤濕狀態(tài)是表面抗液體黏附能力的主要影響因素,為管道抗黏附內(nèi)表面制備確定了研究方向。從降低固體表面能量壁壘角度出發(fā),綜合分析管道自身結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)有管道內(nèi)表面拋光工藝方法優(yōu)缺點,最終采用電化學(xué)拋光方法對小口徑管道內(nèi)表面進(jìn)行拋光處理。在分析電化學(xué)拋光材料去除機理的基礎(chǔ)上,從裝置總體機械結(jié)構(gòu)、電解液加熱、電解液循環(huán)、檢測系統(tǒng)和裝置數(shù)控系統(tǒng)五個方面進(jìn)行了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與優(yōu)化,最終自行搭建了面向小口徑不銹鋼管道內(nèi)表面的電化學(xué)拋光裝置。在此裝置基礎(chǔ)上,進(jìn)行了電化學(xué)工藝參數(shù)對管道內(nèi)表面拋光質(zhì)量影響的實驗研究。實驗結(jié)果表明：與普通圓柱形工具電極相比,具有螺旋溝槽結(jié)構(gòu)的工具電極有效的提高了管道內(nèi)電解液的更新速度,提高了管道內(nèi)表面的拋光質(zhì)量；電流密度、工具電極轉(zhuǎn)速、工具電極進(jìn)給速度、電解液溫度、電解液流速、加工間隙及加工時間對管道內(nèi)表面的拋光質(zhì)量均有較大的影響。最終,通過電化學(xué)工藝參數(shù)優(yōu)化獲得粗糙度值Rc為0.14μm的鏡面級管道內(nèi)表面。以上工作對固體表面抗黏附理論的發(fā)展做出了一定的理論貢獻(xiàn),實驗研究結(jié)果可為抗黏附小口徑不銹鋼管道內(nèi)表面的制備提供技術(shù)支持與理論指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：抗黏附 電化學(xué)拋光 不銹鋼管 潤濕性 粗糙度 接觸角
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.71
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-23
• 1.1 課題背景及其研究意義10-11
• 1.2 固體表面潤濕機理及其研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 接觸角與Young's方程11-12
• 1.2.2 Wenzel模型12-13
• 1.2.3 Cassie-Baxter模型13-14
• 1.2.4 Young-Dupre公式—固液界面黏附功理論14-15
• 1.3 小口徑管道內(nèi)表面拋光技術(shù)研究現(xiàn)狀15-21
• 1.3.1 機械珩磨光整技術(shù)16-17
• 1.3.2 磁流變光整技術(shù)17-18
• 1.3.3 磨粒流拋光技術(shù)18-19
• 1.3.4 電化學(xué)拋光技術(shù)19-20
• 1.3.5 電化學(xué)機械拋光技術(shù)20-21
• 1.4 課題研究意義21-22
• 1.5 研究內(nèi)容與研究路線22-23
• 2 固液黏附理論模型建立與驗證23-39
• 2.1 管道內(nèi)表面的截面輪廓分析與表征23-24
• 2.2 熱力學(xué)分析與模型建立24-27
• 2.3 驗證性潤濕實驗27-31
• 2.3.1 實驗材料選擇與試樣制備27-28
• 2.3.2 粗糙度測量28-30
• 2.3.3 接觸角測量30-31
• 2.4 實驗結(jié)果與討論31-38
• 2.4.1 靜態(tài)接觸角測量結(jié)果31-35
• 2.4.2 模型分析與實驗對比35-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 3 電化學(xué)拋光機理39-49
• 3.1 電化學(xué)拋光基本原理39-42
• 3.2 電化學(xué)拋光表面粗糙度形成機理42-43
• 3.2.1 侵蝕42
• 3.2.2 拋光42-43
• 3.2.3 斑點腐蝕43
• 3.3 電化學(xué)拋光工藝特點43-44
• 3.4 拋光質(zhì)量的主要影響因素44-48
• 3.4.1 電解液影響44-45
• 3.4.2 工藝參數(shù)影響45-48
• 3.5 本章小結(jié)48-49
• 4 小口徑不銹鋼管內(nèi)表面拋光裝置設(shè)計與加工49-66
• 4.1 小口徑管道內(nèi)表面拋光實驗裝置設(shè)計方案49-53
• 4.1.1 小口徑管道內(nèi)表面拋光實驗裝置方案的論證49-52
• 4.1.2 技術(shù)要求52-53
• 4.2 小口徑管道內(nèi)表面電化學(xué)拋光裝置設(shè)計53-63
• 4.2.1 加工裝置主體的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計53-58
• 4.2.2 電解液加熱與循環(huán)系統(tǒng)設(shè)計58-59
• 4.2.3 檢測系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計59-63
• 4.4 實驗用小口徑管道內(nèi)表面電化學(xué)拋光裝置的搭建63-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 5 小口徑不銹鋼管內(nèi)表面電化學(xué)制備實驗研究66-82
• 5.1 實驗方案與步驟66-68
• 5.1.1 實驗材料與設(shè)備66-67
• 5.1.2 實驗步驟67-68
• 5.2 工藝參數(shù)影響實驗研究68-81
• 5.2.1 工具電極結(jié)構(gòu)68-70
• 5.2.2 電流密度70-72
• 5.2.3 工具電極轉(zhuǎn)速72-74
• 5.2.4 工具電極進(jìn)給速度74-76
• 5.2.5 電解液溫度76-77
• 5.2.6 電解液流速77-78
• 5.2.7 加工間隙78-80
• 5.2.8 加工時間80-81
• 5.4 本章小結(jié)81-82
• 6 結(jié)論與展望82-84
• 6.1 本文主要研究結(jié)論82-83
• 6.2 存在問題與改進(jìn)措施83-84
• 參考文獻(xiàn)84-88
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況88-89
• 致謝89-90

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 楊建國;肖蓉;李蓓智;崔哲學(xué);周虎;;基于機器視覺的刀具磨損檢測技術(shù)[J];東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年05期

2 羅瑩;黃小虎;謝丹陽;;AU680全自動生化分析儀性能評價[J];國際檢驗醫(yī)學(xué)雜志;2013年11期

3 趙建社;王峰;肖雄;李龍;;平面摩擦副表面脈沖電流電解磨削試驗研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年02期

4 戴慶文;黃巍;王曉雷;;液體空間潤滑劑蠕爬流失機理及對策研究進(jìn)展[J];表面技術(shù);2014年06期

5 秦國華;易鑫;李怡冉;謝文斌;;刀具磨損的自動檢測及檢測系統(tǒng)[J];光學(xué)精密工程;2014年12期

6 陳偉;高峰;王津;韓福柱;;電極側(cè)壁絕緣微細(xì)孔電解加工工藝研究[J];電加工與模具;2015年S1期

7 鮑均;朱增偉;王登勇;王寧峰;;旋印電解加工凸臺成形仿真研究[J];電加工與模具;2015年S1期

8 楊吟飛;李亮;何寧;;一種新的刀具磨損面圖像邊界提取方法[J];南京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年06期

9 Shuai Yang;Xu Jin;Kesong Liu;Leijiang;;Nanoparticles assembly-induced special wettability for bio-inspired materials[J];Particuology;2013年04期

10 劉嘉;徐正揚;萬龍凱;朱荻;朱棟;;整體葉盤葉型電解加工流場設(shè)計及實驗[J];航空學(xué)報;2014年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 鮑均;朱增偉;王登勇;王寧峰;;旋印電解加工凸臺成形仿真研究[A];2014年全國電化學(xué)加工技術(shù)研討會論文集[C];2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 申志剛;高速切削刀具磨損狀態(tài)的智能監(jiān)測技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2009年

2 林海龍;剪切角、流屑角模型及刀具狀態(tài)監(jiān)測方法的理論與試驗研究[D];華東理工大學(xué);2011年

3 熊四昌;基于計算機視覺的刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)的研究[D];浙江大學(xué);2003年

4 鄭建明;基于HMM的多特征融合鉆頭磨損監(jiān)測技術(shù)的研究[D];西安理工大學(xué);2004年

5 高宏力;切削加工過程中刀具磨損的智能監(jiān)測技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2005年

6 曾文涵;雙樹復(fù)小波表面分析模型及加工過程形貌辨識方法研究[D];華中科技大學(xué);2005年

7 陶曉杰;滾齒誤差及補償技術(shù)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

8 姜淑華;基于機器視覺的二維（三維）非接觸測試技術(shù)[D];長春理工大學(xué);2009年

9 葛劍;考慮電磁與熱耦合的ITER過渡饋線設(shè)計與實驗研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2014年

10 李威霖;車銑刀具磨損狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 蓋江寧;超聲擾動電解液微細(xì)電解加工的基礎(chǔ)研究[D];青島科技大學(xué);2013年

2 李清良;基于COMSOL閉式整體構(gòu)件外流道電解加工流場分析[D];西安工業(yè)大學(xué);2014年

3 穆倩;閉式整體構(gòu)件內(nèi)流道電解加工流場分析[D];西安工業(yè)大學(xué);2014年

4 鄭雷;電化學(xué)磁力研磨實驗研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2014年

5 崔洪賓;脈沖電鑄制備氧化鈰—銅復(fù)合材料及其EDM抗電蝕性能研究[D];山東理工大學(xué);2014年

6 張玉冬;脈動流場管電極電解加工鈦合金深小孔試驗研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

7 劉欣;無再鑄層小孔電火花—電解組合加工工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

8 肖雄;摩擦副表面電解磨削集成控制技術(shù)及其相關(guān)工藝研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

9 李龍;微尺度群縫振動進(jìn)給電解加工裝置及其工藝規(guī)律基礎(chǔ)研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

10 吳小龍;阻燃鈦合金Ti40型腔電解加工的流場設(shè)計及試驗研究[D];南京航空航天大學(xué);2014年

，

本文編號：993184