Al-Mg合金表面潤濕性及其水潤滑摩擦學(xué)特性的研究.pdf

1、Al-Mg合金具有密度小,質(zhì)量輕,導(dǎo)電導(dǎo)熱性好,抗腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),是目前工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛的一類有色金屬。但是由于Al-Mg合金表面耐磨性能較差,一直制約著該材料的應(yīng)用。本文旨在通過改變Al-Mg合金表面潤濕性,從而提高Al-Mg合金表面在水潤滑條件下的摩擦學(xué)性能,為制備新型超疏水耐磨Al-Mg合金表面提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。主要研究工作及結(jié)果如下:
　　 1、利用激光加工技術(shù)在Al-Mg合金表面加工圓臺(tái)、凹坑及棱臺(tái)形微結(jié)構(gòu)

2、,并沉積自組裝分子膜,制備出了超疏水Al-Mg合金表面。根據(jù)三種微結(jié)構(gòu)的形態(tài)建立數(shù)學(xué)模型,定量分析微結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)對潤濕性的影響。結(jié)果表明:制備的超疏水Al-Mg合金最大接觸角為156°,沉積長鏈分子膜時(shí)的接觸角隨微結(jié)構(gòu)間距增大而減小,沉積短鏈分子膜時(shí)的接觸角隨微結(jié)構(gòu)間距增大而增大。
　　 2、在拋光Al-Mg合金表面沉積自組裝分子膜,得到不同潤濕性的表面,分別在干摩擦、浸水潤滑、噴水潤滑條件下,研究不同潤濕性的Al-Mg合金表面

3、的摩擦學(xué)性能,結(jié)果表明:對于疏水或親水的Al-Mg合金采用噴水潤滑更有利于增強(qiáng)表面的耐磨性,其中摩擦系數(shù)最小可達(dá)0.2239,并且三種潤滑方式下的摩擦系數(shù)對比符合:干摩擦＞浸水潤滑＞噴水潤滑。研究還發(fā)現(xiàn),在同種潤滑方式下,疏水的Al-Mg表面耐磨性強(qiáng)于親水的Al-Mg表面。
　　 3、利用環(huán)氧樹脂溶液將SiO2顆粒粘滯在拋光Al-Mg和摩擦偶件Si3N4表面,制備了接觸角為156°的超疏水拋光Al-Mg合金和125°的疏水Si3

4、N4,同樣在干摩擦、浸水潤滑、噴水潤滑條件下,研究超疏水Al-Mg合金的摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明:對超疏水Al-Mg合金采用浸水潤滑方式更有利于增強(qiáng)表面耐磨性,其中摩擦系數(shù)最小可達(dá)0.3342,并且三種潤滑方式下的摩擦系數(shù)對比符合:干摩擦＞噴水潤滑＞浸水潤滑。對于同種潤滑方式下,疏水表面的耐磨性最優(yōu),超疏水表面次之,親水表面最差。研究還發(fā)現(xiàn),在摩擦與被摩擦介質(zhì)之間涂覆相同材料或性能的介質(zhì)時(shí),摩擦過程中容易產(chǎn)生同性吸引的粘滯現(xiàn)象,降低了材料的