连峰
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任洪梅
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管善堃
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张会臣
金属学报
doi:10.11900/0412.1961.2014.00159
采用激光刻蚀技术在钛合金表面分别构筑网格、直线、点阵3种微结构,采用溶胶-凝胶法将纳米SiO2粒子涂覆在微结构上,制备分别具有微结构/微纳结构的疏水/超疏水表面利用小球藻附着面积评价表面的抗海洋生物附着性能,利用动态冲刷实验评价小球藻的附着强度.结果显示:具有微结构的疏水/超疏水表面符合Wenzel模型,具有微纳结构的超疏水表面符合Cassie模型,且其表面抗附着性能更优,附着强度更小;网格表面的超疏水自清洁性能最强,抗附着性能最优,附着强度最小,其次是直线,再次是点阵;随着微结构间距的增大,接触角减小,滚动角增大,抗附着性能降低,附着强度增大.
关键词:
疏水
,
超疏水
,
钛合金
,
小球藻
,
附着
连峰
,
任洪梅
,
管善堃
,
张会臣
稀有金属
为提高钛合金的摩擦学性能,采用激光加工技术在Ti6Al4V合金表面分别构建间距为100和300 μm的网格和点阵微结构,将SiO2纳米粒子涂覆在微结构上制备微纳结构.用接触角测量仪测量试样的表面接触角和滚动角;用LEXTOLS4000 3D激光共聚焦显微镜进行表面形貌和磨痕表征,采用多功能摩擦磨损试验机(UMT)进行摩擦学性能测试.结果表明,具有微结构的表面是符合Wenzel状态的疏水表面,涂覆SiO2具有微纳结构的表面是符合Cassie状态的超疏水表面.微结构间距100 μm的表面的疏水性强于300 μm,网格表面疏水性强于点阵.随表面疏水性能的增强,磨痕深度变浅.在50 mN载荷条件下,涂覆SiO2表面的摩擦系数约为激光加工表面的0.6倍,网格表面的摩擦系数约为点阵的0.8倍.在5N载荷条件下,涂覆SiO2减小摩擦系数曲线的波动性.
关键词:
钛合金
,
表面形貌
,
润湿性
