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应用激光蚀刻不同微织构表面的润湿性

熊其玉 董磊 焦云龙 刘小君 刘焜

应用激光蚀刻不同微织构表面的润湿性

熊其玉, 董磊, 焦云龙, 刘小君, 刘焜
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  • 运用激光微织构技术, 通过控制微凹坑形状、间距、深度等参数, 在45#钢表面制备了一组表面算术平均偏差Sa相同但表面微观结构不同的试件. 使用Talysulf CCI Lite 非接触式三维光学轮廓仪对表面进行测量, 采用ISO 25178三维形貌表征参数对其形貌进行表征. 在SL200 KS光学法固液接触角和界面张力仪上针对32#汽轮机油进行润湿性试验, 分析了温度、液滴体积、表面结构特征等因素对润湿性的影响, 并借助ISO25178中部分参数对固体表面形貌随机特征与其润湿性之间的关联性进行了量化研究. 基于固液本征接触角为锐角, 研究结果表明: 固液接触角在润湿过程中先迅速减小, 之后逐渐趋于稳定; 固液平衡接触角随温度的升高而减小, 随液滴体积的增大先增大后减小; 激光微织构能够改变表面润湿性, Sa相同的表面, 微织构形状、方向均影响表面润湿性, 当槽状微织构表面的槽方向与液滴铺展方向一致时, 润湿效果最优. ISO25178系列三维形貌表征参数中幅度参数(Sku, Ssk)、空间参数(Str, Sal)、混合参数(Sdq, Sdr)与表面润湿性之间具有较强的关联性: Sku, Sal, Sdr越大, Ssk, Str, Sdq 越小的表面, 固液平衡接触角越小, 表面润湿性越好.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 51375132)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20120111110026)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-23
  • 修回日期:  2015-06-10
  • 刊出日期:  2015-10-20

应用激光蚀刻不同微织构表面的润湿性

  • 1. 合肥工业大学摩擦学研究所, 合肥 230009;
  • 2. 中北大学机械与动力工程学院, 太原 030051
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 51375132)和高等学校博士学科点专项科研基金(批准号: 20120111110026)资助的课题.

摘要: 运用激光微织构技术, 通过控制微凹坑形状、间距、深度等参数, 在45#钢表面制备了一组表面算术平均偏差Sa相同但表面微观结构不同的试件. 使用Talysulf CCI Lite 非接触式三维光学轮廓仪对表面进行测量, 采用ISO 25178三维形貌表征参数对其形貌进行表征. 在SL200 KS光学法固液接触角和界面张力仪上针对32#汽轮机油进行润湿性试验, 分析了温度、液滴体积、表面结构特征等因素对润湿性的影响, 并借助ISO25178中部分参数对固体表面形貌随机特征与其润湿性之间的关联性进行了量化研究. 基于固液本征接触角为锐角, 研究结果表明: 固液接触角在润湿过程中先迅速减小, 之后逐渐趋于稳定; 固液平衡接触角随温度的升高而减小, 随液滴体积的增大先增大后减小; 激光微织构能够改变表面润湿性, Sa相同的表面, 微织构形状、方向均影响表面润湿性, 当槽状微织构表面的槽方向与液滴铺展方向一致时, 润湿效果最优. ISO25178系列三维形貌表征参数中幅度参数(Sku, Ssk)、空间参数(Str, Sal)、混合参数(Sdq, Sdr)与表面润湿性之间具有较强的关联性: Sku, Sal, Sdr越大, Ssk, Str, Sdq 越小的表面, 固液平衡接触角越小, 表面润湿性越好.

English Abstract

参考文献 (34)

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