织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响

目的研究表面织构几何参数对超疏水钛合金表面润湿性的影响规律。方法利用纳秒激光在钛合金表面构筑不同织构间距、边长和形状的微织构,通过氟硅烷改善钛合金表面的润湿性;借助电子扫描显微镜(SEM)观察钛合金表面织构,利用接触角测量仪表征织构表面接触角;通过多元线性回归方法研究织构参数对钛合金表面润湿性的影响规律。结果氟硅烷改性试样表面静态接触角达到150°,满足超疏水要求,各织构表面滚动角基本稳定在4°~11°,满足疏水要求。当钛合金表面织构间距在0~0.6 mm变化时,织构相对试样表面的占比从80%至20%发生不等变化,随织构占比的减小,织构表面静态接触角明显下降,滚动角呈上升趋势。当织构边长在0~0.6 mm变化时,液滴在不同织构图案上的接触角变化并不一致,正方形钛合金表面接触角从164.6°增加到170°,而圆形、三角形钛合金表面接触角减小,分别从166.9°降低到162.1°、从169.6°降低到160.2°,滚动角呈先增后减的趋势。结论织构几何参数变化对试样表面润湿性有显著影响。织构间距不同会改变织构占比,织构图案几何特征的不同会影响表面润湿性,并且表面润湿性随织构面积的改变而显著变化。通过研究典型织构几何参数对表面润湿性的影响有利于进一步深入理解织构特征对表面润湿性的影响,为未来设计具有多元功能化的表面结构具有重要意义。

表面微织构改善摩擦性能的研究进展

机械表界面行为和摩擦学密切相关,利用先进手段对摩擦副的表界面进行改性、改形和调控是目前的研究热点。表面微织构方法可以显著改善接触对表面摩擦特性。本文基于微织构的研究背景,论述了表面微织构加工方法、几何参数及其对摩擦性能的影响规律,阐述了微织构的减摩机理和应用,提出了后续的发展方向。