非常規(guī)油氣資源開采過程中PDC鉆頭的泥包問題和壽命問題是亟待解決的常見問題。PTFE涂層適用于PDC鉆頭鋼體,但我們需要采用表面技術(shù)來進一步改善PTFE涂層的疏水性能和摩擦學(xué)性能。本研究采用一步噴涂法在35CrMo鋼基體上制備了碳纖維(CF)和石墨烯(GE)改性聚四氟乙烯的兩種復(fù)合涂層,并進行激光織構(gòu)化。研究填充物種類、比例及織構(gòu)尺寸密度對改性聚四氟乙烯復(fù)合涂層的疏水性和摩擦學(xué)性能的影響。主要研究成果包括:(1)織構(gòu)化CF/PTFE復(fù)合涂層具有良好的摩擦學(xué)性能和疏水性。當織構(gòu)直徑200μm間距100μm,碳纖維的質(zhì)量分數(shù)為20%時,織構(gòu)化CF/PTFE復(fù)合涂層的摩擦系數(shù)達到最低值0.12±0.02。此時織構(gòu)化CF/PTFE復(fù)合涂層的接觸角增加到141.0°±2.0°,顯示出優(yōu)異的疏水性。氟元素從涂層內(nèi)層轉(zhuǎn)移到外層可能是其具有優(yōu)異疏水性的另一個原因。織構(gòu)能夠有效的存儲磨屑,從而達到減輕粘著磨損的作用,PTFE涂層內(nèi)部的碳纖維可防止復(fù)合涂層的大面積破壞。(2)織構(gòu)化GE/PTFE復(fù)合涂層具有優(yōu)異的摩擦學(xué)性能和疏水性能。復(fù)合涂層的石墨烯質(zhì)量分數(shù)均為3%。當織構(gòu)直徑100μm,間距100μm,...

【文章頁數(shù)】：51 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1PDC鉆頭“泥包”現(xiàn)象(M.Wells，2008)

第1章緒論1第1章緒論1.1課題研究背景與意義我國具有可觀的泥頁巖非常規(guī)油氣資源儲備，這將會是我國未來資源開發(fā)利用的重要部分（劉寶林，2009）。然而泥頁巖自身孔隙率較低，埋藏厚度較大，吸附性強，存儲的油氣資源通常具有較大壓力。因此，開采開發(fā)頁巖油氣資源的鉆探工具需要針對其特點進....

圖1-2具有26％(1)和42％(2)的凹坑密度的樣品的摩擦系數(shù)隨時間的變化（L.Rapoport，2008）

中國地質(zhì)大學(xué)（北京）工程碩士學(xué)位論文4和圓形正方形兩種織構(gòu)圖案。結(jié)果表明，圓形三角形織構(gòu)試樣的摩擦系數(shù)降低了35%-55%，圓形正織構(gòu)試樣的摩擦系數(shù)降低了45%-65%（DawitZenebeSegu，2019）。王海鵬等提出了一種利用直接超快激光微處理技術(shù)在不銹鋼表面制備強超疏....

圖1-3在干摩擦下無織構(gòu)和有織構(gòu)表面的摩擦系數(shù)隨滑動距離的變化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s

第1章緒論5圖1-3在干摩擦下無織構(gòu)和有織構(gòu)表面的摩擦系數(shù)隨滑動距離的變化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s。ε表示凹坑密度Fig.1-3.Frictioncoefficientsvariationasafunctionofslidingdist....

圖1-4拋光后的MoS2薄膜樣品在(a)5N，10cm/s，(b)5N，40cm/s，(c)10N，10cm/s和(d)10N，40cm/s下的摩擦系數(shù)的演變曲線（胡天昌，2012）

第1章緒論5圖1-3在干摩擦下無織構(gòu)和有織構(gòu)表面的摩擦系數(shù)隨滑動距離的變化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s。ε表示凹坑密度Fig.1-3.Frictioncoefficientsvariationasafunctionofslidingdist....

本文編號：3970917