PTFE基复合涂层织构化表面的疏水性及耐磨性能

发布时间：2024-05-12 05:18

　　非常规油气资源开采过程中PDC钻头的泥包问题和寿命问题是亟待解决的常见问题。PTFE涂层适用于PDC钻头钢体,但我们需要采用表面技术来进一步改善PTFE涂层的疏水性能和摩擦学性能。本研究采用一步喷涂法在35CrMo钢基体上制备了碳纤维(CF)和石墨烯(GE)改性聚四氟乙烯的两种复合涂层,并进行激光织构化。研究填充物种类、比例及织构尺寸密度对改性聚四氟乙烯复合涂层的疏水性和摩擦学性能的影响。主要研究成果包括:(1)织构化CF/PTFE复合涂层具有良好的摩擦学性能和疏水性。当织构直径200μm间距100μm,碳纤维的质量分数为20%时,织构化CF/PTFE复合涂层的摩擦系数达到最低值0.12±0.02。此时织构化CF/PTFE复合涂层的接触角增加到141.0°±2.0°,显示出优异的疏水性。氟元素从涂层内层转移到外层可能是其具有优异疏水性的另一个原因。织构能够有效的存储磨屑,从而达到减轻粘着磨损的作用,PTFE涂层内部的碳纤维可防止复合涂层的大面积破坏。(2)织构化GE/PTFE复合涂层具有优异的摩擦学性能和疏水性能。复合涂层的石墨烯质量分数均为3%。当织构直径100μm,间距100μm,...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1PDC钻头“泥包”现象(M.Wells，2008)

第1章绪论1第1章绪论1.1课题研究背景与意义我国具有可观的泥页岩非常规油气资源储备，这将会是我国未来资源开发利用的重要部分（刘宝林，2009）。然而泥页岩自身孔隙率较低，埋藏厚度较大，吸附性强，存储的油气资源通常具有较大压力。因此，开采开发页岩油气资源的钻探工具需要针对其特点进....

图1-2具有26％(1)和42％(2)的凹坑密度的样品的摩擦系数随时间的变化（L.Rapoport，2008）

中国地质大学（北京）工程硕士学位论文4和圆形正方形两种织构图案。结果表明，圆形三角形织构试样的摩擦系数降低了35%-55%，圆形正织构试样的摩擦系数降低了45%-65%（DawitZenebeSegu，2019）。王海鹏等提出了一种利用直接超快激光微处理技术在不锈钢表面制备强超疏....

图1-3在干摩擦下无织构和有织构表面的摩擦系数随滑动距离的变化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s

第1章绪论5图1-3在干摩擦下无织构和有织构表面的摩擦系数随滑动距离的变化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s。ε表示凹坑密度Fig.1-3.Frictioncoefficientsvariationasafunctionofslidingdist....

图1-4抛光后的MoS2薄膜样品在(a)5N，10cm/s，(b)5N，40cm/s，(c)10N，10cm/s和(d)10N，40cm/s下的摩擦系数的演变曲线（胡天昌，2012）

第1章绪论5图1-3在干摩擦下无织构和有织构表面的摩擦系数随滑动距离的变化（胡天昌，2012）：(a)1N，5cm/s;(b)7N，5cm/s。ε表示凹坑密度Fig.1-3.Frictioncoefficientsvariationasafunctionofslidingdist....

本文编号：3970917