电场诱导PDMS表面的成型工艺及摩擦特性研究

发布时间：2017-11-07 22:03

  本文关键词：电场诱导PDMS表面的成型工艺及摩擦特性研究

  更多相关文章： 表面织构 电场诱导 摩擦特性 COMSOL Multiphysics PDMS

【摘要】：表面织构作为控制摩擦磨损的一种方法,能够有效改善摩擦副表面摩擦特性、提高承载能力、延长使用寿命等,故摩擦副表面织构的制备工艺及摩擦学行为研究是目前摩擦学领域的研究热点。本文主要开展了电场诱导成型表面的数值模拟、工艺试验及摩擦特性研究等方面的研究工作,探讨了电场诱导表面成型方法用于摩擦副表面织构的潜在应用。通过对电场诱导微织构成型原理的分析,发现电场诱导聚合物成型的关键工艺参数主要包括电压、聚合物初始厚度和空气间隙。通过有限元软件COMSOL Multiphysics对电场诱导PDMS表面微织构成型过程进行了数值模拟,发现复型速度随着电压的增大而增大;PDMS初始厚度或者空气间隙太大会影响复型质量。以光滑导电玻璃、金属光轴和图形化模板为诱导模板,开展了电场诱导工艺试验研究。光滑导电玻璃诱导试验结果表明,柱状体微织构半径与空气间隙、初始膜厚成正比,与电压成反比,而间距与初始膜厚和电压成反比。金属光轴诱导试验结果表明,光轴直径能够影响电场诱导图形。通过图形化模板诱导试验发现,可以控制诱导电压、初始膜厚和空气间隙制备具有不同的微织构的表面。利用摩擦磨损实验机分别对光滑导电玻璃和图形化模板诱导成型表面进行了干摩擦实验研究,发现光滑导电玻璃诱导表面微织构增大了摩擦系数,而图形化模板诱导表面微织构减小了摩擦系数。通过接触角测量仪研究了具有不同微织构的光滑导电玻璃诱导表面的润湿性能,结果表明该诱导表面微织构减弱了PDMS表面的疏水性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306

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本文编号：1154280