无机物/有机物复合疏水耐磨涂层的制备及其性能研究
发布时间：2021-02-19 03:41
铠装电缆式电动机械钻具在钻进冰层的过程中,结冰融冰影响钻进效率的问题亟待解决。超疏水涂层由于低表面能和特殊的表面结构而具有良好的防冰性。聚四氟乙烯（PTFE）具有高化学稳定性、热稳定性、优异的电绝缘性能和自润滑性能,被广泛应用于疏水涂层的制备,但其机械性能和耐磨性较差。本文通过一步喷涂法添加二氧化铈（Ceria）、二氧化硅（SiO2）改性聚四氟乙烯涂层,在45钢基体上分别制备了不同组分的Ceria/PTFE、SiO2/PTFE复合涂层,通过测量静态接触角,摩擦磨损试验等研究复合涂层疏水性及摩擦学性能,采用激光共聚焦显微镜、扫描电镜等对涂层形貌进行表征,分析疏水及摩擦磨损机理。主要结论如下:（1）Ceria改性后的Ceria/PTFE复合涂层具有优异的疏水性和耐磨性。5wt.%Ceria/PTFE复合涂层的摩擦系数是复合涂层中最低的,值为0.1143,且具有最低的磨损率为0.388×10-4 mm3/Nm,比纯PTFE涂层的磨损率降低了80.6%,以及最高的接触角134°。分析认为,Ceria具有镧系...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 疏水涂层的研究现状
1.2.1 自然界中的超疏水现象
1.2.2 超疏水涂层的应用
1.2.3 PTFE复合涂层研究现状
1.3 超疏水涂层的制备方法
1.3.1 化学气相沉积法
1.3.2 蚀刻法
1.3.3 溶胶凝胶法
1.3.4 模板印刷法
1.3.5 静电纺丝法
1.3.6 电化学沉积法
1.4 超疏水模型及其机理
1.4.1 Young氏方程
1.4.2 Wenzel模型
1.4.3 Cassie-Baxter模型
1.4.4 滚动角与接触角滞后
1.5 本文研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.2 试验方法
2.3 样品表征
2.4 性能测试
2.4.1 接触角测量
2.4.2 摩擦磨损实验
第3章 Ceria/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能
3.1 引言
3.2 疏水性和涂层表面形貌
3.3 疏水机理
3.4 摩擦学性能
3.5 磨损机理
3.6 磨痕形貌的EDS分析
3.7 本章小结
2/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能">第4章 SiO2/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能
4.1 引言
4.2 涂层表征
4.3 疏水性分析
4.4 摩擦学性能
4.5 磨损机理
4.6 EDS 表征
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
个人简历
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超疏水表面在金属防护中应用的研究进展[J]. 蒋帆,赵越,胡吉明. 表面技术. 2020(02)
[2]在纯钛表面制备疏水和抗腐蚀性碳-PTFE复合涂层的性能（英文）[J]. 高美连,伍小波,高平平,雷霆,刘春轩,谢志勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(11)
[3]仿生超疏水表面的发展及其应用研究进展[J]. 佟威,熊党生. 无机材料学报. 2019(11)
[4]靶材成分对磁控溅射PTFE超疏水薄膜的影响[J]. 任芝龙,肖娇玉,黄佳木. 表面技术. 2017(09)
[5]超疏水自清洁涂层防结冰技术的研究进展[J]. 杨钦,罗荘竹,谭生,罗一旻,张招柱,刘维民. 中国表面工程. 2016(04)
[6]SiO2-PTFE超疏水复合涂层的制备与分析[J]. 王冠,张德远,陈华伟. 功能材料. 2014(22)
[7]极地深冰心钻探“暖冰”层钻进技术难点及对策[J]. 曹品鲁,陈宝义,刘春朋,杨成,Pavel Talalay. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(09)
[8]极地冰层回转钻进切削热量测试装置的研制[J]. 刘春朋,曹品鲁,白杨,Pavel Talalay,郑治川. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[9]聚四氟乙烯超疏水薄膜的制备和表征[J]. 刘杉杉,李举豹,陈玉清. 化工进展. 2012(03)
[10]溶胶-凝胶法制备PTFE/SiO2疏水涂层[J]. 何易,郑燕升,易波,卓志昊,莫倩. 塑料工业. 2012(02)
本文编号：3040548
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景与意义
1.2 疏水涂层的研究现状
1.2.1 自然界中的超疏水现象
1.2.2 超疏水涂层的应用
1.2.3 PTFE复合涂层研究现状
1.3 超疏水涂层的制备方法
1.3.1 化学气相沉积法
1.3.2 蚀刻法
1.3.3 溶胶凝胶法
1.3.4 模板印刷法
1.3.5 静电纺丝法
1.3.6 电化学沉积法
1.4 超疏水模型及其机理
1.4.1 Young氏方程
1.4.2 Wenzel模型
1.4.3 Cassie-Baxter模型
1.4.4 滚动角与接触角滞后
1.5 本文研究内容
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料
2.2 试验方法
2.3 样品表征
2.4 性能测试
2.4.1 接触角测量
2.4.2 摩擦磨损实验
第3章 Ceria/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能
3.1 引言
3.2 疏水性和涂层表面形貌
3.3 疏水机理
3.4 摩擦学性能
3.5 磨损机理
3.6 磨痕形貌的EDS分析
3.7 本章小结
2/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能">第4章 SiO2/PTFE复合涂层的疏水性和摩擦学性能
4.1 引言
4.2 涂层表征
4.3 疏水性分析
4.4 摩擦学性能
4.5 磨损机理
4.6 EDS 表征
4.7 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
致谢
参考文献
个人简历
攻读硕士期间研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]超疏水表面在金属防护中应用的研究进展[J]. 蒋帆,赵越,胡吉明. 表面技术. 2020(02)
[2]在纯钛表面制备疏水和抗腐蚀性碳-PTFE复合涂层的性能（英文）[J]. 高美连,伍小波,高平平,雷霆,刘春轩,谢志勇. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(11)
[3]仿生超疏水表面的发展及其应用研究进展[J]. 佟威,熊党生. 无机材料学报. 2019(11)
[4]靶材成分对磁控溅射PTFE超疏水薄膜的影响[J]. 任芝龙,肖娇玉,黄佳木. 表面技术. 2017(09)
[5]超疏水自清洁涂层防结冰技术的研究进展[J]. 杨钦,罗荘竹,谭生,罗一旻,张招柱,刘维民. 中国表面工程. 2016(04)
[6]SiO2-PTFE超疏水复合涂层的制备与分析[J]. 王冠,张德远,陈华伟. 功能材料. 2014(22)
[7]极地深冰心钻探“暖冰”层钻进技术难点及对策[J]. 曹品鲁,陈宝义,刘春朋,杨成,Pavel Talalay. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2014(09)
[8]极地冰层回转钻进切削热量测试装置的研制[J]. 刘春朋,曹品鲁,白杨,Pavel Talalay,郑治川. 探矿工程(岩土钻掘工程). 2013(12)
[9]聚四氟乙烯超疏水薄膜的制备和表征[J]. 刘杉杉,李举豹,陈玉清. 化工进展. 2012(03)
[10]溶胶-凝胶法制备PTFE/SiO2疏水涂层[J]. 何易,郑燕升,易波,卓志昊,莫倩. 塑料工业. 2012(02)
本文编号：3040548
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jinshugongy/3040548.html
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