双疏铝合金表面制备及其性能研究

发布时间：2017-09-16 15:04

  本文关键词：双疏铝合金表面制备及其性能研究

  更多相关文章： 双疏铝合金表面 润湿性 摩擦学性能 耐蚀性

【摘要】：由于铝合金表面耐磨性能较差,一直制约着该材料的应用。本文旨在通过改变铝合金表面润湿性,从而提高铝合金表面在水润滑条件下的摩擦学性能,为制备新型双疏耐磨铝合金表面提供理论依据和技术支持。本文以船用铝合金为基体材料,利用在其表面构筑微结构与纳米粒子植入相结合的方法,制备具有微纳二级结构的仿生双疏表面,并研究其表面的润湿性与摩擦学特性。利用机械摩擦法和电化学腐蚀法探讨制备的双疏表面的耐久性,为提高铝合金耐久性能提供新的方法。利用激光加工技术在5083船用铝合金表面刻蚀出间距为100μm的点阵和网格微结构,采用溶胶-凝胶法将SiO2纳米粒子涂覆在经激光加工的铝合金表面,制备出超疏水且疏油的表面。用接触角测量仪测量其表面接触角和滚动角,结果表明,相对于点阵微结构,网格微结构表面的超疏水和疏油性能更强,水接触角达到159.9°,对油(十六烷)的接触角达到142.0°。采用多功能摩擦试验机探讨了双疏铝合金表面在水润滑和油润滑条件下的摩擦学特性。研究表明,同样的微结构表面,油润滑条件下的摩擦系数显著小于水润滑条件下的,且波动幅度更小,磨痕也更浅更窄。随表面疏水和疏油性能的提高,摩擦系数减小。磨痕深度变浅,宽度变窄。水润滑条件下,点阵微结构表面的摩擦系数大于网格微结构表面；而油润滑条件下,点阵微结构表面的摩擦系数小于网格微结构表面。双疏表面的制备显著提高了铝合金的摩擦学性能。采用试样负载并在砂纸上摩擦滑行的方法测试耐久性,结果显示,当摩擦滑行距离达到10m时,光滑表面的接触角小于铝合金表面原始接触角72.3°,而激光刻蚀的网格和点阵依然疏水且网格的耐久性更强。采用电化学分析方法研究了双疏铝合金表面在海水环境中的耐腐蚀性能,结果表明,具有微纳双层结构的超疏水表面耐腐蚀性显著增强,可将铝合金的腐蚀阻抗提高2个数量级。这说明所制备的双疏表面对外力等机械作用具有了较强的耐受性且具有较强的耐腐蚀性能。
【关键词】：双疏铝合金表面 润湿性 摩擦学性能 耐蚀性
【学位授予单位】：大连海事大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 铝合金的摩擦学研究现状10-12
• 1.2 仿生表面在摩擦学领域的意义12-14
• 1.3 水润滑研究现状14-16
• 1.4 双疏表面的意义及研究现状16-18
• 1.5 本论文研究内容及意义18-20
• 1.5.1 研究内容18
• 1.5.2 研究意义18-20
• 第2章 实验仪器与方法20-26
• 2.1 实验材料与试剂20-21
• 2.1.1 实验材料20
• 2.1.2 实验试剂20-21
• 2.2 实验方法21-22
• 2.2.1 表面微结构的构建21
• 2.2.2 纳米二氧化硅涂层的制备21-22
• 2.3 测试设备与测试方法22-26
• 2.3.1 表面硬度及形貌测量22-23
• 2.3.2 接触角和滚动角测量23
• 2.3.3 摩擦磨损性能测量23-24
• 2.3.4 耐久性评价24-26
• 第3章 双疏铝合金表面润湿性研究26-37
• 3.1 引言26
• 3.2 激光加工试样的表面形貌26-28
• 3.3 涂覆纳米二氧化硅试样的表面形貌28-29
• 3.4 SiO_2浓度对光滑试样表面润湿性的影响29-31
• 3.5 微结构形貌和参数对润湿性的影响31-34
• 3.6 水/油润湿性比较34-36
• 3.7 本章小结36-37
• 第4章 表面润湿性对水/油润滑摩擦学特性的影响37-45
• 4.1 引言37
• 4.2 表面摩擦系数37-41
• 4.3 磨痕形貌41-44
• 4.4 结论44-45
• 第5章 双疏铝合金表面的耐久性45-54
• 5.1 引言45-46
• 5.2 摩擦前后表面的变化46-50
• 5.3 耐海水腐蚀性能50-53
• 5.4 结论53-54
• 第6章 结论与展望54-56
• 6.1 结论54-55
• 6.2 展望55-56
• 参考文献56-61
• 攻读学位期间公开发表论文61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 张栋;张文静;乐永康;李炼;;铝合金表面阳极氧化膜的制备及其摩擦性能[J];材料保护;2009年03期

2 王莉;严诚平;王权岱;郭方亮;郝秀清;;金属微结构双疏表面的摩擦特性研究[J];华中科技大学学报(自然科学版);2012年S2期

3 管国锋,谭强,万辉;SO_4~(2-)/TiO_2-Al_2O_3固体酸催化剂的表征及其催化合成均苯四甲酸四异辛酯[J];石油化工;2005年07期

4 王奔;念敬妍;铁璐;张亚斌;郭志光;;稳定超疏水性表面的理论进展[J];物理学报;2013年14期

，

本文编号：863749