雙疏鈦合金表面在不同潤滑介質中的摩擦學性能研究.pdf

1、鈦合金在海洋工程領域中被廣泛應用，但鈦合金摩擦性能較差的問題限制了其性能潛力在海洋工程領域的發(fā)揮。為提高鈦合金在不同潤滑介質中的摩擦性能，本文利用激光加工技術和溶膠凝膠法涂覆SiO2納米顆粒改變潤濕性，從而制備出即疏水又疏油的雙疏鈦合金表面，并分別在水、海水和油潤滑介質中進行了摩擦實驗
　　本研究主要內容包括：⑴在光滑鈦合金表面進行低表面能修飾和涂覆SiO2均可使接觸角增大，制備出雙疏鈦合金表面，但無法達到超雙疏狀態(tài)。雙疏表面的制

2、備提高了摩擦性能。在水、海水和油介質中，涂覆SiO2的雙疏表面的摩擦系數(shù)比鈦合金表面分別減小了10.9％、9.6％和22.2％;磨損量可分別減小53.8％、19.7％和52.7％。⑵激光加工網(wǎng)格和點陣微結構表面經過低表面能修飾和涂覆SiO2后表現(xiàn)出了更加優(yōu)異的雙疏性能。且網(wǎng)格表面的雙疏性能優(yōu)于點陣。微結構深度為50μm的表面的雙疏性能優(yōu)于深度為20μm的。當激光加工的微結構為深度50μm的網(wǎng)格結構，并在其上涂覆SiO2和進行低表面能修飾

3、，制備出了雙疏性能最優(yōu)的Ti6Al4V表面。該表面對水的接觸角高達169.0°，滾動角達1.5°;對海水的接觸角高達160.2°，滾動角達4.2°。呈現(xiàn)出符合Cassie模型的超疏水狀態(tài)。但該表面對油的接觸角為127.9°，且油滴不滾動，呈現(xiàn)出符合Wenzel模型的疏油狀態(tài)。⑶與低表面能修飾和涂覆SiO2的光滑表面相比，具有網(wǎng)格和點陣微結構的雙疏表面的摩擦性能更優(yōu)。網(wǎng)格微結構雙疏表面的摩擦系數(shù)大于點陣微結構雙疏表面的，而磨損量小于點陣微