油氣資源開采過程中PDC鉆頭的泥包問題是一種亟待解決的常見問題。聚四氟乙烯（PTFE）具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性能、高溫穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性,常用于制備疏水涂層,適于對(duì)PDC鉆頭鋼體進(jìn)行表面改性,但需要進(jìn)一步改善其疏水性能和耐磨性能。本文利用一步噴涂法在35CrMo鋼基體上制備了碳纖維,石墨烯和聚苯硫醚改性聚四氟乙烯的三種復(fù)合涂層,使用掃描電子顯微鏡和激光共聚焦顯微鏡觀察涂層表面及磨痕的二維和三維形貌,并測(cè)量不同復(fù)合涂層表面的靜態(tài)接觸角,研究填充物種類及比例對(duì)改性聚四氟乙烯復(fù)合涂層的疏水性和耐磨性的影響。主要研究成果包括:（1）碳纖維可以有效改善CF/PTFE復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能和疏水性。當(dāng)碳纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí),CF/PTFE復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)達(dá)到最低值0.17±0.01,磨損率也達(dá)到最小值且比純PTFE涂層的磨損率降低了29.7%,其主要磨損機(jī)理為粘著磨損和磨粒磨損。此時(shí)CF/PTFE復(fù)合涂層的接觸角增加到122.0°±2.0°,顯示出優(yōu)異的疏水性。CF/PTFE復(fù)合涂層中氟元素從涂層內(nèi)層轉(zhuǎn)移到外層可能是其具有優(yōu)異疏水性的原因。PTFE涂層內(nèi)部的碳纖維可防止復(fù)合涂層的大面積破壞,對(duì)磨球上... 

【文章頁(yè)數(shù)】：63 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 疏水涂層的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 自然界中的疏水現(xiàn)象
        1.2.2 人工制備疏水涂層的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 疏水表面的相關(guān)理論與模型
    1.3 一步噴涂法制備PTFE基復(fù)合涂層的研究現(xiàn)狀
    1.4 PTFE基復(fù)合涂層的摩擦學(xué)性能研究現(xiàn)狀
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
第2章 試驗(yàn)方法及設(shè)備
    2.1 引言
    2.2 PTFE基復(fù)合涂層的制備
    2.3 樣品的表征
        2.3.1 接觸角測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        2.3.2 高速攝像機(jī)實(shí)驗(yàn)
        2.3.3 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)
第3章 CF/PTFE復(fù)合涂層的疏水性和摩擦學(xué)性能
    3.1 引言
    3.2 CF/PTFE復(fù)合涂層的表征
        3.2.1 CF/PTFE復(fù)合涂層的截面形貌
        3.2.2 CF/PTFE復(fù)合涂層的表面形貌及接觸角
    3.3 碳纖維含量與疏水性的關(guān)系
    3.4 碳纖維含量對(duì)摩擦學(xué)性能的影響
        3.4.1 摩擦系數(shù)
        3.4.2 磨損率
        3.4.3 磨損機(jī)理
    3.5 本章小結(jié)
第4章 石墨烯/PTFE復(fù)合涂層的疏水性和摩擦學(xué)性能
    4.1 引言
    4.2 石墨烯改性PTFE復(fù)合涂層的表征
    4.3 石墨烯含量對(duì)摩擦學(xué)性能的影響
        4.3.1 摩擦系數(shù)
        4.3.2 磨痕形貌的表征
        4.3.3 磨損率
        4.3.4 磨損機(jī)理
    4.4 疏水性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 PPS/PTFE復(fù)合涂層的疏水性和摩擦學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 PPS/PTFE復(fù)合涂層的表征
    5.3 聚苯硫醚含量對(duì)摩擦學(xué)性能的影響
        5.3.1 摩擦系數(shù)
        5.3.2 磨痕形貌的表征
        5.3.3 磨損率
        5.3.4 磨損機(jī)理
    5.4 疏水機(jī)理
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論及展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀碩士期間成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]氣相法沉積聚四氟乙烯薄膜及其疏水性[D]. 方丹.南京理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3690750