钴含量对电铸镍钴合金模芯微纳结构复制质量的影响

为探明电铸液中钴含量对仿荷叶表面镍钴合金模芯微纳结构复制质量的影响,采用阴极竖直旋转的微电铸技术,制备不同钴含量的仿荷叶表面镍钴合金模芯,采用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）分析仿荷叶表面镍钴合金模芯表面的复制质量及成分。结果表明：由于铸层表面内应力的影响,在常规镍电铸中添加钴以后,仿荷叶镍钴合金模芯表面出现了波纹型的褶皱;观测模芯微观形貌发现其表面微米级的孔洞沿特定方向出现不同程度的拉伸,随着电铸液中钴含量（体积分数）的增加,拉伸程度先增加后降低（拉伸程度：钴含量0 g/L<钴含量40 g/L<钴含量10~30 g/L）;铸层中添加元素钴有利于晶粒细化,随电铸液中钴含量的增加,模芯表面微纳结构越细小,复制质量越高。     

超疏水表面微结构的设计及其注射成型

目的 从超疏水表面的功能设计出发,主动设计三种深宽比的微结构阵列并洞察其在不同润湿接触状态下的疏水性能。方法 首先,采用热力学分析方法,建立三种深宽比微结构的系统自由能与其接触角、结构几何参数之间的函数关系,探明自主设计微结构表面的润湿性能。继而,在热力学分析的基础上,采用紫外光刻、电铸和注射成型技术相结合的方法实现三种深宽比微结构聚丙烯（PP）超疏水表面的制备。最后,进一步测量与分析聚丙烯（PP）微结构表面的润湿性能。结果 三种深宽比微结构表面的静态接触角测量值均大于150?,滚动角分别为12?、14?和15?,基本达到设计目标;同时,微结构表面的表观接触角测量值与理论计算值基本符合。表面的接触角滞后分别为15?、21?、22?,且接触角滞后随着深宽比的增加而变大,使液滴在PP表面的流动性也变差。结论 在设计微结构超疏水表面的过程中,可以适当降低微结构的深宽比,以获取更好的超疏水特性。自主设计的微结构表面基本实现超疏水性,为高聚物超疏水表面的功能设计与高效制备提供了理论依据与技术支撑。     

修饰不同微结构对疏水性表面浸润性的影响

目的研究修饰微结构对疏水性材料表面浸润性的影响并指导制备超疏水表面。方法基于有限元软件建立了水滴在修饰不同微结构的疏水性表面的润湿模型,通过水滴表观接触角衡量分析了疏水材料表面修饰单一粗糙结构和复合粗糙结构对疏水性提升的效果,利用硅树脂掺杂微粒制备了不同粗糙度的疏水性涂层,涂层固化后测试其实际接触角大小,并与仿真结果对比。结果仿真结果显示,对水滴接触角为100°的表面修饰单一粗糙结构后,由于微结构形成的凹槽滞留空气,阻碍了水滴在表面铺展,使得水滴在表面的接触角增大至133°。在原微结构基础上修饰更小一级的微结构后,水滴在表面的接触角达168°,材料表面达到超疏水效果。实验中,随涂层表面粗糙度的提升,水滴在表面的接触角逐渐增大,掺混两种微粒的疏水涂层固化后,表面形成复合微观结构,水滴接触角达162°,与仿真结果拟合较好。结论在疏水性表面修饰微结构可显著提升其表面疏水性,修饰复合结构后可达到超疏水效果,此方法可用于实际工程制备超疏水表面。     

疏水/超疏水Ti合金表面液滴的运动特性

采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面构建点阵微结构,利用自组装分子膜技术在微结构表面沉积低表面能物质,制备疏水/超疏水表面。采用自制测试系统测试液滴在试样表面的静态接触角和滚动角,用高速摄像机拍摄液滴滴落到试样表面的运动过程。结果表明,经激光加工和低表面能修饰可构建Ti6Al4V疏水/超疏水表面,其最大接触角为151.4°,表面静态接触角随点阵间隔的增大而减小;液滴静态接触角与液滴滴落高度相关,同一表面上的液滴静态接触角由最后一次滴落高度决定。液滴滴落到水平试样表面的铺展系数由试样表面粗糙度和静态接触角决定,表面粗糙度和静态接触角越大,液滴铺展系数越小。当滴落高度从0 mm增大到20 mm时,铺展系数的增大幅度约为50%。     

表面粗糙度对硅橡胶材料表面超疏水性的影响

采用一种简单的方法制备出了硅橡胶超疏水性表面;将模具内表面做成一定的粗糙度;按照常规成型工艺,将液体硅橡胶浇注在模具内使其固化,待固化完毕后脱去模具,得到不同粗糙度的表面.经过接触角测量仪测定和扫描电子显微镜分析,结果表明:当硅橡胶表面粗糙度Ra=6.63 μm时,在其表面形成了类似于荷叶的乳突结构;在乳突表面还有亚微米级的小颗粒存在,形成了微米亚微米两级的粗糙结构,材料表面与水的静态接触角为153.5°,滚动角为8°,材料具有超疏水性;当硅橡胶表面粗糙度 Ra<6.63 μm时,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而增加,当Ra=6.63 μm,静态接触角出现最大值153.5°.当表面粗糙度Ra>6.63 μm,材料表面的静态接触角随着表面粗糙度的增加而减小.     

TC4钛合金超疏水表面/超润滑表面的制备及防冷凝性防冰性能研究

目的 为研究疏水表面与润滑表面的防冷凝及防冰机理，拓宽TC4钛合金在航空航天、医疗、化工石油、船舶制造等多个领域的应用。方法 采用阳极氧化法，在TC4表面构建了不同粗糙微结构，利用扫描电镜和原子力显微镜分别对表面形貌和粗糙度进行表征，对表面进行氟化和注油后，应用接触角测量仪测试表面的接触角、滚动角和滑动角，并在恒温恒湿箱内对氟化超疏水TC4表面和注油超润滑TC4表面的冷凝行为和结冰行为进行观测。结果 以HF溶液为电解液，10 V恒定电压下，在TC4表面制备得到了突触状微结构，20 V恒定电压下制备得到了排列有序的纳米管状结构。氟化改性后，纳米管状结构TC4表面接触角可达156.1°，滚动角为8°，表现为超疏水性。注油后的纳米管状超润滑TC4表面接触角为109.1°，滑动角为2°，表现为超润滑性。在冷凝测试中，超疏水表面出现了液滴自发滑移和自发跳跃行为。在结冰测试中，注油后的纳米管状超润滑TC4表面比其他测试样品表面具有最长的结冰延迟时间45s和最低冰黏附强度8.8 kPa。结论 超疏水TC4表面比其他测试样品表面具有更加优异的防冷凝性，进行注油润滑后，超润滑表面的防结冰性优于超疏水表面...     

聚四氟乙烯/Al3O2-TiO2复合涂层的制备及其疏水性能研究

目的 在铝合金表面制备耐磨、耐蚀、高结合强度的疏水涂层。方法 采用大气等离子喷涂(APS)在铝合金基体上制备AT(Al3O2-Ti O2)涂层,在AT涂层上采用溶胶-凝胶法制备聚四氟乙烯(PTFE)面层,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、3D形貌仪、接触角测试仪等仪器对涂层的显微结构、成分、粗糙度、接触角进行表征。结果 喷距为120 mm、电流为680 A、送粉量为18 g/min的条件下,实心AT涂层和空心AT涂层表面粗糙度为6.99μm、6.13μm,孔隙率为5.88%、15.18%,硬度为945.82HV0.3、768.1HV0.3,与基体的结合强度为32 MPa、28 MPa,实心AT涂层与PTFE涂层的结合强度为19 MPa。实心PTFE/AT复合涂层与水的静态接触角最大可达130.9°,PTFE涂层表面含有氟化物和硅化物。结论 实心粉末AT涂层表面粗糙度较大,综合性能优于空心粉末AT涂层,因此,将实心AT涂层作为复合涂层的底层。实心PTFE/AT复合涂层具有与荷叶表面相仿的微纳米二元粗糙结构,具有良好的疏水性能,疏水性能与表面含氟物质的疏水基团以及低表面能的二元粗糙结构相关。     

医用锻造CoCrMo合金等离子氮化微观结构及摩擦性能（英文）

采用高压直流等离子体氮化技术,对医用锻造钴铬钼合金进行表面氮化处理,考察了氮化温度及时间对钴铬钼合金摩擦性能及润湿性能的影响。运用X射线衍射仪及场发射扫描电镜分析氮化层物相组成及表面微观结构;用显微硬度计和光学动/静态接触角仪测试合金表面显微硬度及接触角数值;利用球-盘摩擦试验机在干摩擦条件下对氮化层的摩擦磨损性能进行测试。结果表明:钴铬钼合金试样经直流等离子体氮化处理后,氮化层厚度、表面粗糙度及显微硬度值显著增加,亲水性能及耐磨损性能得到明显改善。在较低的氮化温度及较短的氮化时间内,氮化试样物相主要由σ-CoCr相及CrN相组成;随着氮化温度及时间的增加,氮化试样物相中还检测到硬质化合物相Cr_2N。与未处理试样相比,氮化试样的磨损率及磨痕宽度减小,氮化参数为800°C/8 h时磨损率最低,磨痕宽度最窄,耐磨损性能最佳。     

表面形貌和润湿性对钛合金摩擦学性能的影响

为提高钛合金的摩擦学性能,采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面分别构建间距为100和300μm的网格和点阵微结构,将SiO_2纳米粒子涂覆在微结构上制备微纳结构。用接触角测量仪测量试样的表面接触角和滚动角;用LEXT OLS4000 3D激光共聚焦显微镜进行表面形貌和磨痕表征,采用多功能摩擦磨损试验机(UMT)进行摩擦学性能测试。结果表明,具有微结构的表面是符合Wenzel状态的疏水表面,涂覆SiO_2具有微纳结构的表面是符合Cassie状态的超疏水表面。微结构间距100μm的表面的疏水性强于300μm,网格表面疏水性强于点阵。随表面疏水性能的增强,磨痕深度变浅。在50 m N载荷条件下,涂覆SiO_2表面的摩擦系数约为激光加工表面的0.6倍,网格表面的摩擦系数约为点阵的0.8倍。在5 N载荷条件下,涂覆SiO_2减小摩擦系数曲线的波动性。     

电弧喷涂Zn-Al合金与硅氧烷自组装制备超疏水涂层

采用电弧喷涂技术在Q235钢板上制备了Zn-Al合金涂层,利用硅氧烷对其表面改性,得到具有超疏水特性的Zn-Al涂层。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、激光共聚焦蔡司光学仪、表面接触角仪(OCA20)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)研究了涂层表面形貌、疏水性能以及涂层材料与硅氧烷的结合机理。结果表明:当喷涂电压固定时,涂层表面的粗糙度随着送丝速度的增加先增大后减小;当送丝速度固定时,涂层表面的粗糙度随着电压的增大呈相同变化趋势。接触角随着Zn-Al涂层粗糙度的增加而增大,当粗糙度为12.457μm时接触角可增至151.06°,滚动角小于10°。自组装硅氧烷与涂层结合处理后表明结合机理是由硅氧烷水解后的羟基与基体的羟基通过脱水缩合而"生长"在Zn-Al涂层表面。     

注射模镶件的线切割加工

针对注射模中镶件需要分割开,必须在充分考虑加工性能、更换的便利性、排气方便的基础上进行分割。     

包钢包塑嵌件产品二次注射模设计

为了解决产品由于壁厚不均匀且带有嵌件而产生的注射成型缺陷问题，决定采用二次注射的方法，综合考虑零件的特点和嵌件的安放要求等因素设计模具的型腔结构和分流道。结果表明：该模具结构合理，可以生产出符合技术要求的产品。并利用MoldFlow／MPI实现浇口位置的合理选择。     

"香蕉型"潜伏式浇口在注塑模中的应用

介绍了注塑模中一种象“香蕉”形状的曲线型潜伏式浇口的结构形式。通过对这一结构形式的具体应用,阐述了该结构形式在注塑模中的应用特点。为具有良好外观要求的塑件,在注塑成型模具中采用这种浇口形式提供了参考和依据。     

Pro/E中多孔多缺口零件的分型面设计

通过对手提电脑喇叭上盖分型面的创建,介绍了在零件模块中创建分型面或暂时改动零件来创建分型面的方法,采用从体积块中分割镶件来创建镶件分型面。简化了多孔、多缺口零件分型面的创建过程,也优化了分型面的质量,且缩短了设计周期。     

大型汽车塑件整体式热流道系统技术创新

介绍了一种属于汽车制造领域的先进制造系统,主要研究汽车塑件生产中的包括保险杆、仪表盘、侧门板、脚踏板等在内大型汽车塑件模具中关键部件热流道系统的制造工艺。本项目的热流道是整体式机构,用来解决大型塑件的成型问题,项目利用螺纹连接技术,代替传统的面贴面正压的安装模式,有效解决加热膨胀的错位及漏问题。同时一体式热流道系统,采用深孔加工技术和流体式抛光技术并配备4轴加工的发热圈凹槽内镶式加热器,保证流道光滑无死角的同时,保证了加热的均匀性和热传导的高利用率。一系列的技术应用使此热流道系统比常规热流道产品合格率提高;更节省原材料;功耗更低,同时维护保养变得更简单,使模具的维护成本更低。     

PowerMILL在汽车模具层切加工中的应用

基于公司的生产实际，结合CAM软件在我公司应用的特点，论述了PowerMILL软件在编程加工方面的优势，并将其成功地应用到汽车模具的层切加工中。同时，通过借助PowerMILL进行数控编程，引进了高效的可转位刀具。提高了大型数控铣床加工效率，缩短模具生产周期，降低制造成本。     

基于Pro/E的电器插座注射模设计

利用三维CAD软件进行设计是当前注射模设计的发展趋势。实行注射模三维设计,其设计结果更加直观,设计准确性更高,大大降低了模具的开发成本。本文以电器插座为例,阐明了利用Pro/E软件完成注射模设计的一般过程,以及在设计过程中可以采用的诸多技巧,对典型的注射模设计具有较强的指导意义。     

带活动镶件的注射模设计

通过对某测试台上“仿飞机”＋“翅膀”透明塑料组件的工艺分析，介绍了带活动镶件的注射模结构和设计要点。分析了活动镶件推出抽芯模具的原理。     

电热咖啡壶过滤器注射模设计

根据塑件的结构特点,电热咖啡壶过滤器注射模选用1模2腔的结构形式,采用点浇口从塑件的中心部位进料,保证了塑件使用的质量要求。对塑件外圆上的槽位,模具采用了斜导柱和瓣合滑块的侧向分型抽芯机构,解决了制件成型后的脱模问题。模具安装在注射机上成型时,要保证这种带有不锈钢过滤网和铜质螺纹嵌件在模内的定位和固定,使塑件在成型后获得了良好的质量。     

硬质合金刀片平面轮廓获取方法的研究

在硬质合金可转位刀片计算机辅助测量系统中，如何让计算机自动获取刀片的平面轮廓对测量控制有着重要意义。本文提出了两种方法：刀片型号法和图形交换法，并详细论述了实现的原理，定义了相应的数据结构。