基于电火花线切割加工的铝合金表面微结构润湿性研究

发布时间：2025-01-09 04:31

　　超疏水表面的性能由材料的化学成分和表面微结构决定,表面微结构从尺度上可以分为小微结构和微纳结构。根据Cassie-Baxter模型和Wenzel模型可知微结构的存在能够使材料表面表现出优异的性能。研究水滴在微结构表面上的预测理论,对于指导微结构表面设计,降低设计成本具有重要意义。电火花加工中电极与工件不存在宏观切削力,可通过控制能量改变表面粗糙度,通过反铐和增加自由度的方法制造复杂的形状。超疏水表面制备的重要步骤是表面微结构的加工,电火花加工在超疏水表面的制备上有广阔的应用前景。本文通过仿真的方法研究了电火花加工的表面形貌。建立了电火花加工的仿真模型,以热场和流场的耦合来研究加工表面的形成过程;电火花加工时,放电点的分布具有随机性,为了使仿真中的放电点位置与实际情况更加符合,通过随机函数生成了随机数作为放电点的位置;考虑了放电通道的膨胀过程,在传统高斯热源的基础上对热源进行了改进。分析了仿真得到的表面形貌,利用平均凹坑尺寸建立了表面形貌的模型,通过建立的模型计算了表面粗糙度和表面粗糙度系数,研究了表面粗糙度系数随电参数的变化规律。小微结构的尺寸和形状对液滴在材料表面的接触角的值有很大的影...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-2表面形貌的简化模型[11]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-图1-2表面形貌的简化模型[11]哈尔滨工业大学白学林[12]分析了静态接触角与动态接触角之间的关系；针对电火花加工的表面形貌的特性，分析了多尺度结构、不同微观形貌、多种润湿状态混合对润湿性的影响，设计了阵列结构，并建立了一级和二级结构的接触角....

图1-3二级结构模型图[12]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-4-图1-2表面形貌的简化模型[11]哈尔滨工业大学白学林[12]分析了静态接触角与动态接触角之间的关系；针对电火花加工的表面形貌的特性，分析了多尺度结构、不同微观形貌、多种润湿状态混合对润湿性的影响，设计了阵列结构，并建立了一级和二级结构的接触角....

图1-4加工原理及[15]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-图1-4加工原理及加工工件[14]PatriciaBWeisensee等[15]在1cm×1cm×2cm的低碳钢工件上加工了蘑菇形状的微阵列结构，利用油滴和水滴表征了微结构工件表面的疏油和疏水性能，实验测得，油的接触角为152°，水的接触角为1....

图1-4加工原理及加工工件[14]

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文-5-图1-4加工原理及加工工件[14]PatriciaBWeisensee等[15]在1cm×1cm×2cm的低碳钢工件上加工了蘑菇形状的微阵列结构，利用油滴和水滴表征了微结构工件表面的疏油和疏水性能，实验测得，油的接触角为152°，水的接触角为1....

本文编号：4025154