al-mg合金表面润湿性及其水润滑摩擦学特性的研究

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1、中文摘要摘要A1．Mg合金具有密度小，质量轻，导电导热性好，抗腐蚀性好等优点，是目前工业领域中应用较为广泛的一类有色金属。但是由于AI．Mg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A1．Mg合金表面润湿性，从而提高A1．Mg合金表面在水润滑条件下的摩擦学性能，为制备新型超疏水耐磨A1．Mg合金表面提供理论依据和技术支持。主要研究工作及结果如下：1、利用激光加工技术在A1．Mg合金表面加工圆台、凹坑及棱台形微结构，并沉积自组装分子膜，制备出了超疏水AI．Mg合金表面。根据三种微结构的形态建立数学模型，定量分析微结构尺寸参数对润湿性的影响。

2、结果表明：制备的超疏水A1．Mg合金最大接触角为156。，沉积长链分子膜时的接触角随微结构间距增大而减小，沉积短链分子膜时的接触角随微结构间距增大而增大。2、在抛光A1．Mg合金表面沉积自组装分子膜，得到不同润湿性的表面，分别在干摩擦、浸水润滑、喷水润滑条件下，研究不同润湿性的A1．Mg合金表面的摩擦学性能，结果表明：对于疏水或亲水的A1．Mg合金采用喷水润滑更有利于增强表面的耐磨性，其中摩擦系数最小可达0．2239，并且三种润滑方式下的摩擦系数对比符合：干摩擦>浸水润滑>喷水润滑。研究还发现，在同种润滑方式下，疏水的A1．Mg表面耐磨性强于亲水的AI．Mg

3、表面。3、利用环氧树脂溶液将Si02颗粒粘滞在抛光A1．Mg和摩擦偶件Si3N4表面，制备了接触角为156。的超疏水抛光AI．Mg合金和125。的疏水Si3N4，同样在干摩擦、浸水润滑、喷水润滑条件下，研究超疏水A1．Mg合金的摩擦学性能。结果表明：对超疏水AI．Mg合金采用浸水润滑方式更有利于增强表面耐磨性，其中摩擦系数最小可达0．3342，并且三种润滑方式下的摩擦系数对比符合：干摩擦>喷水润滑>浸水润滑。对于同种润滑方式下，疏水表面的耐磨性最优，超疏水表面次之，亲水表面最差。研究还发现，在摩擦与被摩擦介质之间涂覆相同材料或性能的介质时，摩擦过程中容易产生

4、同性吸引的粘滞现象，降低了材料的耐磨性。关键字：激光加工；超疏水；微结构；摩擦；水润滑英文摘要ABSTRACT舢-Mgalloyhasalowdensity,lightweight，goodthermalconductivity,goodcorrosionresistance，itisaclassofferrousmetalswidelyusedinindustrialareasinthecurrent．However,duetosurfacewearresistanceofAl-Mgalloyispoor,applicationofthismaterial

5、hasbeenrestricted．TllisarticleaimstochangethesurfacewettabilityofA1-Mgalloy,thus，toimprovethesurfacetribologicalpropertiesofA1一Mgalloyunderwaterlubrication，provideatheoreticalbasisandtechnicalsupportformanufactureA1-Mgalloyofsuper-hydrophobicandwear．Themainresearchworkandresultsare

6、asfollows：1、Micro—structureswereprocessedonsurfaceofA1一Mgalloybylaserprocessingtechnology,suchasfrustumofacone、notchoftaperholeandpyramid，andself-assembledmonolayersweredeposited，AI—MgalloysurfaceofsuperhydrophobicWasprepared．Themathematicalmodelwasbuiltaccordingtothreekindsofmicro

7、·-structuremorphology,quantitativeanalysistheaffectofmicro--structuralsizeparametersonwettability．TheresultsshowthatthebiggestcontactangleofsuperhydrophobicA1一MgalloyCanreach1560，thecontactanglestendtosmallerastheincrememofthespacingofsurfacetexturewhenthelong-chainself-assembledmo

8、nolayersweredeposited,thec