發(fā)布時間：2017-04-11 05:05

  本文關(guān)鍵詞：界面效應對鈦合金摩擦學性能的影響，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：鈦合金密度小,比強度高,疲勞抗力高,特別是在海洋氣氛中具有良好的抗腐蝕能力,被廣泛應用于海洋工程、航空航天、軍事工業(yè)等領域。然而,鈦合金存在著摩擦系數(shù)高,對粘著磨損和微動磨損非常敏感,耐磨性差,嚴重影響其結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性,極大地限制了鈦合金的應用。本文旨在通過改變鈦合金的界面效應包括表面形貌和表面潤濕性探討微結(jié)構(gòu)的形貌和表面潤濕性對摩擦學性能的影響。本文為提高鈦合金的摩擦學性能提供新的方法和技術(shù)支持。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1.低表面能修飾光滑Ti6A14 V合金表面制備出符合Wenzel模型的疏水表面,涂覆SiO2制備出符合Cassie模型的疏水表面。涂覆Si02改變了水滴與表面的接觸方式其接觸角為140.6°,滾動角為56.5°。2.經(jīng)激光加工微結(jié)構(gòu)和低表面能修飾相結(jié)合,制備出符合Wenzel狀態(tài)的疏水Ti6A14V表面,涂覆Si02得到符合Cassie狀態(tài)的超疏水Ti6A14V表面。且比光滑表面具有更大的接觸角和更小的滾動角。微結(jié)構(gòu)間距為100μm的表面接觸角大于300μm的,網(wǎng)格微結(jié)構(gòu)表面的接觸角大于點陣的。網(wǎng)格的最大接觸角可達158.4°,滾動角只有3.6°。3.光滑Ti6A14V合金表面的摩擦學性能測試表明,隨表面疏水性能的增強,試樣的摩擦系數(shù)減小,磨痕深度變淺。在50 mN載荷下,符合Cassie模型或Wenzel模型的表面均可顯著減小摩擦系數(shù),但在5 N載荷下,這種作用減弱。表面涂覆Si02的比磨損率比空白樣減小了7.69%,表面未涂覆SiO2的比磨損率比空白樣減小了3.08%。4.激光加工表面的摩擦學性能測試表明,在50 mN載荷下,表面未涂覆SiO2的摩擦系數(shù)為空白樣的0.6倍左右,而表面涂覆SiO2的摩擦系數(shù)僅為空白樣的0.5倍左右。網(wǎng)格的摩擦系數(shù)為點陣的0.8倍左右。在5N載荷條件下,表面涂覆SiO2的網(wǎng)格和點陣的比磨損率相比空白樣分別降低了53.8%和32.3%。但對摩擦系數(shù)的影響并不顯著,涂覆SiO2有助于減小摩擦系數(shù)曲線的波動性。5.在低速下,符合Cassie模型或Wenzel模型的表面可顯著提高摩擦學性能,但在高速下,這種作用減弱。間距越大速度對摩擦學性能的影響越大,且涂覆Si02的網(wǎng)格的摩擦學性能受速度的影響小于點陣的。
【關(guān)鍵詞】：鈦合金 微結(jié)構(gòu) 琉水表面 超疏水表面 摩擦學性能
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG146.23
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 論文研究背景11-20
• 1.1.1 鈦合金在航空航天領域的應用11-12
• 1.1.2 鈦合金在海洋工程上的應用12-14
• 1.1.3 鈦合金應用中常見的摩擦學問題14
• 1.1.4 摩擦學性能與界面效應14-20
• 1.2 論文研究內(nèi)容和意義20-21
• 1.2.1 研究內(nèi)容20
• 1.2.2 研究意義20-21
• 第二章 實驗儀器和實驗方法21-25
• 2.1 實驗材料與試劑21-22
• 2.2 實驗方法22-23
• 2.2.1 表面微結(jié)構(gòu)激光加工22
• 2.2.2 超疏水表面的制備22-23
• 2.3 實驗設備23-25
• 第三章 具有不同表面形貌和潤濕性的鈦合金表面制備25-34
• 3.1 表面形貌25-29
• 3.2 表面潤濕性29-33
• 3.3 本章小結(jié)33-34
• 第四章 未經(jīng)激光加工鈦合金表面的摩擦學性能34-42
• 4.1 載荷對改性鈦合金摩擦學性能的影響34-39
• 4.1.1 改性鈦合金在50 mN載荷下的摩擦學性能34-35
• 4.1.2 改性鈦合金在5 N載荷下的摩擦學性能35-38
• 4.1.3 作用機理38-39
• 4.2 速度對改性鈦合金摩擦學性能的影響39-41
• 4.3 本章小結(jié)41-42
• 第五章 激光加工鈦合金表面的摩擦學性能42-57
• 5.1 載荷對改性鈦合金摩擦學性能的影響42-53
• 5.1.1 改性鈦合金在50 mN載荷下的摩擦學性能42-47
• 5.1.2 改性鈦合金在5 N載荷下的摩擦學性能47-53
• 5.2 速度對改性鈦合金摩擦學性能的影響53-55
• 5.3 本章小結(jié)55-57
• 第六章 結(jié)論與展望57-60
• 6.1 結(jié)論57-58
• 6.2 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀學位期間公開發(fā)表論文64-65
• 致謝65

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