鈦合金表面微結構的微細加工及水溶液摩擦學特性研究.pdf

1、利用電火花技術(電火花線切割和電火花成形技術)在鈦合金的表面制備了溝槽、網(wǎng)紋、正方形和菱形四種微結構，并且對微結構的寬度和深度進行了優(yōu)化設計。在去離子水和模擬人體體液中研究微結構的存在對摩擦特性的影響，并且研究了微結構深度和寬度以及網(wǎng)紋微結構夾角的變化對摩擦特性的影響。利用PVD技術在微結構表面沉積了DLC薄膜，在去離子水和模擬人體體液中，研究耦合表面對摩擦特性的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn)電火花線切割采用0.1mm的鍍鋅銅絲制備溝槽

2、和網(wǎng)紋平面以及紫銅凸起電極，在電參數(shù)E273和E279情況下，把紫銅電極微結構復制到了鈦合金表面。通過摩擦磨損試驗發(fā)現(xiàn)，在載荷為3N滑行速度為0.4m/s，與Si3N4小球?qū)δサ那闆r下，微結構的存在可以有效的降低摩擦因數(shù)，并且發(fā)現(xiàn)寬度0.2mm的溝槽微結構所對應的摩擦岡數(shù)隨著溝槽深度的減小而減??；網(wǎng)紋微結構在寬0.15mm深0.1mm情況下減摩效果最好，并且發(fā)現(xiàn)網(wǎng)紋微結構的夾角變化對摩擦特性影響較大，摩擦因數(shù)基本上是隨著夾角的增大而增大

3、；正方形和菱形微結構可以有效的降低摩擦岡數(shù)，但是摩擦岡數(shù)隨著深度的變化不大，在寬度為0.2mm時摩擦因數(shù)隨著正方形和菱形的深度的增大而增大；但是沉積了DLC的微結構中，寬0.15mm深0.1mm的網(wǎng)紋微結構和寬0.25mm深0.05mm的溝槽微結構降低了摩擦因數(shù)，其余的耦合表面都增大了摩擦因數(shù)并且導致摩擦因數(shù)波動較大，特別是正方形和菱形微結構所對應的摩擦因數(shù)幾乎與光滑平面相等，但是波動較大。在載荷0.5N滑行速度0.1m/s，與Al2O

4、3小球?qū)δサ那闆r下，微結構的減摩作用不明顯，溝槽和網(wǎng)紋微結構有一定的減摩作用，摩擦岡數(shù)隨著網(wǎng)紋夾角的增大呈現(xiàn)先增大后減小的變化，而正方形和菱形微結構的減摩效果不好，多種尺寸都增加了摩擦因數(shù)：在模擬人體體液中，寬度較小(寬0.15mm)的溝槽和網(wǎng)紋微結構表現(xiàn)出好的減摩作用，而寬度較大(寬0.25mm)的微結構所對應的摩擦因數(shù)高于光滑平面，網(wǎng)紋夾角15°時摩擦因數(shù)最?。赫叫挝⒔Y構所對應的摩擦岡數(shù)和光滑平面差不多，菱形微結構可以起到降低摩擦