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材料表面褶皱的制备及其摩擦学特性研究

赵小力  古乐  郑德志  王黎钦  
【摘要】:材料表面结构对磨损、润滑、密封、振动、噪声等工程实际应用有着显著影响,使得材料表面结构的人为调控及其性能研究引起众多领域的普遍关注和深入研究。在摩擦学领域中,仿生学研究表明周期性表面结构能够产生特殊的流体动力学和空气动力学特性,影响材料表面的润湿性能和摩擦磨损性能。目前已发展了许多表面结构的制造方法,大致可归类于自下而上法和自上而下法两种,各具优缺点。本文研究一种利用控制材料表面褶皱形成表面结构的方法,其特征尺寸(波长)在0.1μm~1mm之间。试验先利用图形化模板复制出聚二甲基硅氧烷(PDMS)表面图形,而后对其表面进行褶皱化处理,得到了褶皱化表面结构。摩擦磨损试验在自制CJS111B型摩擦磨损试验机上进行,采用球盘对磨,对磨件为精加工氮化硅陶瓷球,分别对未褶皱化表面和褶皱化表面进行干摩擦和混合摩擦试验研究。研究结果表明:表面褶皱能够有效减少摩擦磨损,提高材料表面的摩擦学特性。

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