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超疏水铝合金表面的制备及耦合机理分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
为制备超疏水铝合金表面,采用高速电火花切割技术在铝合金表面加工类水稻叶表面的沟槽结构。通过扫描电子显微镜(SEM)观测材料表面形貌,采用接触角测量仪表征水滴在材料表面的疏水性和黏附性。结果表明: 铝合金表面形成了排列规则的微米级沟槽结构,沟槽突起和底部覆盖着微米级凹坑、突起物和纳米级错层等结构。铝合金试样表面的接触角由加工前的61.24°提高至157.71°,最大达165.36°,实现了材料表面亲水向超疏水的转变。提拉法表明加工的铝合金表面具有高黏附特性。将测得的接触角与CassieBaxter模型计算的理论值进行比较,发现试样表面的超疏水性是微米级和纳米级等复合结构共同耦合作用的结果。铝合金试样表面的多尺度结构不仅提高了材料表面的疏水性能,同时也形成了试样表面的高黏附特性。  相似文献
2.
针对高速微切削过程中微型车刀表面摩擦磨损严重的问题,利用表面非光滑微织构减摩减阻原理,在高速微切削用车刀表面利用激光加工技术制备了微槽、微坑织构,研究了激光加工参数与微织构形貌之间的关系;分析了微织构的摩擦学特性;利用自行研制的高速微车削单元进行微织构刀具及无织构刀具的高速微切削SUS304不锈钢的对比试验,从切削力、切削温度、刀屑接触状态、切屑形态以及已加工表面粗糙度对微织构车刀性能进行评价。结果表明:微槽、微坑织构均可以有效降低刀具表面摩擦因数;在高速微切削过程中可以减小切削力、切削温度,降低刀屑接触长度,改善切屑形态,尤其是微坑织构可明显改善表面质量,可以应用到SUS304不锈钢的高速微加工。  相似文献
3.
以小口径超精密数控磨床为研究对象,利用CATIA建立其各部件的三维几何模型.通过有限元软件ANSYS分别建立工件轴部件、磨轮轴部件及机床整体的三维有限元模型,并对工件轴部件、磨轮轴部件以及磨床总体进行了模态分析,根据分析结果识别该类型磨床结构的薄弱环节,为小口径超精密磨床结构的改进设计提供依据.  相似文献
4.
<正>近日,中科院长春应用化学研究所在电化学分析仪器及联用技术研制与开发方面取得系列成果。自主研发的快速生化需氧量检测仪、微型电化学系统、电化学原位膜导电性测量仪和电化学原位表面等离子体共振分析仪四种电化学分析仪器,灵敏度高、响应快、寿命长、可动态在线检测,其主要性能指标均达到国际先进水平,并填补了该领域多项国内外空白。电化学方法作为一种具有简便、快速、准确、灵敏度高等  相似文献
5.
为开发具有抗结冰性能的稳定性铝合金功能表面,采用高速电火花线切割加工技术(Wire cut electrical discharge machining,WEDM)在铝合金表面加工出沟槽形复合微结构,对其润湿性和结冰性能进行测试,并对机理进行分析。结果表明,铝合金表面构建的微纳复合微结构形成了"气垫"效应,减少了液滴与基底的接触面积,增加了液滴在材料表面的表观接触角。测试环境的温度和湿度由于分别改变了材料表面液滴的表面张力和液滴体积,从而改变了材料表面的润湿性。材料表面的润湿性对抗冰效果有重要影响,超疏水表面表现出优异的抗结冰性能,疏水表面次之。抗结冰机理分析发现,沟槽内微结构"捕获"的气体,减小了液滴与固体表面的实际接触面积,加大了液滴重心与冷表面间的距离,增大了形成冰核的热力学势垒,延长了结冰时间,使微结构表面具备一定的抗结冰效果。  相似文献
6.
目的 探究不锈钢表面复合微结构的冰摩擦性能。方法 采用纳秒光纤激光器在不锈钢表面构建类莲藕型沟槽复合结构,并对不同润湿性、粘附性和摩擦速度下的冰摩擦性能进行了观测与分析。结果 微米-亚微米级复合结构是不锈钢表面超疏水高粘附的主要原因,热处理消除了样件表面的时效性,化学修饰实现了超疏水由高粘附性到低粘附性的转换。温度的变化改变了水滴在样件表面的接触状态。在滑动速度为0~1 mm/s、载荷为2 N的条件下,随着滑动速度的增加,疏水性越好、粘附性越低的表面具有较小的摩擦系数,因为摩擦热产生的水膜形成了润滑层,使冰摩擦处于混合摩擦阶段,降低了摩擦阻力。但过多的水膜会形成大量毛细管桥,增大阻力。结论 超疏水表面由于其独特的类莲藕复合结构,减小了材料的接触面积,降低了毛细管桥的积聚,从而降低了冰摩擦表面的平均摩擦系数。同时,低粘附性降低了表面与水的粘滞性,阻止了更多毛细管桥的形成,是影响冰摩擦系数的另一重要因素。  相似文献
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目的 建立表面粗糙度和残余应力的灰色关联度预测模型,确定微铣削工艺参数优化方案,在降低表面粗糙度的基础上,最大化减小残余应力。方法 首先,采用BBD试验方法设计三因素三水平微铣削试验,测量工件表面的表面粗糙度和残余应力;其次,基于灰色关联分析(Grey Correlation Analysis,GRA)方法,以表面粗糙度和残余应力的信噪比为性能指标,将多目标转化为单一目标进行优化;再次,在主成分分析的基础上,建立灰色关联分析与工艺参数之间的二阶回归预测模型;最后,利用响应面法(Response Surface Method,RSM)获得了最优参数组合。结果 构建的灰色关联度预测模型的平均误差为6.9%,优化结果提高了3.91%。实验结果表明,最优工艺参数组合为:主轴转速20 000 r/min,轴向切深60 μm,进给速度285.8 mm/min。结论 灰色关联度预测模型的拟合度良好,可靠性和准确性较高。基于GRA-RSM优化方法获得的工艺参数组合可以实现同时使表面粗糙度和残余压应力达到理想效果的最优解。  相似文献
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